Картографическая генерализация

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Дальневосточный федеральный университет»

 

 

 

ИНЖЕНЕРНАЯ ШКОЛА

 

 

Кафедра геодезии, землеустройства и кадастра

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине «Картография»

Специальность «Землеустройство и кадастры»

 

на тему «Картографическая генерализация»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г. Владивосток

2013

 

Содержание

 

Введение……………………………………………………………….3

1. Сущность картографический генерализации………………………….

2. Факторы генерализации………………………………………………

3. Виды генерализации……………………………………………

4. Географические принципы генерализации……………………………..

5. Противоречивость процесса генерализации…………..………….

Заключение…………………………………………………………………...

Список литературы…………………………………………………………15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ведение

 

Важнейшее свойство географических карт как образно-знаковых моделей действительности состоит в возможности непосредственно обозревать и изучать явления земной оболочки в любых ее пределах, охватывающих район, область, страну, материк или даже Землю в целом. Оно основано на использовании масштаба и передаче картографируемых явлений в генерализованном виде.

Картографическим изображениям присущи основные черты моделей вообще: отвлечение от целого для исследования части (конкретной территории, конкретных явлений и процессов); упрощение, состоящее в отказе от учета множества черт, характеристик и связей картографируемых явлений и в сохранении некоторых, наиболее существенных; обобщение, имеющее в виду выделение общих признаков и свойств, и др. Эти абстракции, целесообразно упрощающие объекты исследования и их картографическое отображение, способствуют более глубокому познанию исследуемых сторон действительности. Они составляют суть картографической генерализации и ее философское понимание.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Сущность картографической генерализации

 

Государственный стандарт терминов определяет картографическую генерализацию как отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно назначению и масштабу карты и особенностям картографируемой территории.

Основной смысл генерализации - отображение картографируемой части действительности в ее основных типических чертах и характерных особенностях. Понимание карт как моделей геосистем или их частей (аспектов) позволяет увидеть в генерализации средство к выделению в геосистемах их ведущих (главных) элементов, связей и процессов, а также путь к отображению систем более высокого ранга и получению о них качественно новых знаний в результате абстрагирования и устранения информации, излишней для анализа этих систем. Суть процесса генерализации состоит в передаче на карте основных, типических, наиболее важных свойств изображаемых объектов, и отказ от незначительных, «лишних» деталей изображения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Факторы генерализации

 

Генерализованность — важнейшее свойство всякой карты. Даже на самой крупномасштабной карте изображение генерализовано, поскольку невозможно показывать объекты со всеми подробностями. Генерализация определяется несколькими факторами: масштабом карты, назначением карты, тематикой карты, особенностями картографируемой территории, изученностью объекта, оформлением карты,

Масштаб карты определяет ее пространственные пределы. Карты крупного масштаба изображают в рамках отдельных листов (практически употребляемых порознь или путем соединения вместе их небольшого числа) сравнительно малые территории, тогда как листы мелкомасштабных карт охватывают значительные пространства. Но различный пространственный охват влечет различную оценку деталей. Что для территории малого размера (географического района) будет важной деталью, то для территории значительно большей (географической области или страны), включающей район как одну из составных единиц, может оказаться уже второстепенным или совсем потерять свое значение. Например, районная административная карта должна подробно показать сеть местных грунтовых дорог, на карте же государства эти дороги явились бы балластом, поскольку на ней важно отчетливо видеть государственные и межобластные транспортные связи. Это значит, что генерализация, связанная с масштабом, с уменьшением общего размера изображения, необходима не только по техническим соображениям (из-за недостатка места), но и по существу дела - для перехода от индивидуальных черт к родовым характеристикам и в конце концов к обобщающим понятиям глобального значения.

Генерализация бывает различной на картах разного назначения, даже если они отображают одну и ту же территорию и одинаковы по масштабу. На карте показывают лишь те объекты, которые соответствуют ее назначению. Например, справочная административная карта России должна быть максимально подробной, содержать максимум сведений, которые можно показать в данном масштабе. Такая же карта, предназначенная для начальной школы, должна быть сильно генерализованной. На ней достаточно показать республики, входящие в состав государства, и их столицы. Их изображают крупными знаками со значительным обобщением без излишней детализации.

Тематика карты непосредственно указывает главные, существенные элементы содержания карты. Она также влияет на картографическую генерализацию. На экономической карте обычно сильно генерализуют рельеф, а дорожную сеть, населенные пункты, административные границы показывают с наибольшей подробностью.

Особенности картографируемой территории. Воздействие их на генеализацию проявляется в том, что на карте необходимо передать своеобразие, примечательные, характерные элементы территории. Например, в степных или полупустынных районах необходимо показать все мелкие озера, пусть даже с преувеличением – это очень важно для засушливых территорий. Но в тундровых ландшафтах, где встречаются тысячи озер, многие из них можно исключить при генерализации. Также необходимо передать типичные очертания объектов, даже если они мелкие, например, фьордовые узкие заливы. Это один из наиболее субъективных факторов генерализации, плохо поддающийся автоматизации. Решение о том, что является «важным» и «типичным» может принять только специалист.

При достаточной изученности объекта подробность карты может быть максимальной, а при нехватке фактического материала оно неизбежно становится обобщенным, схематичным. Фактор изученности тесно связан с качеством и полнотой источников, используемых для картографирования. Поэтому наиболее генерализованы карты гипотетические и прогнозные (схематичные).

Оформление карты. Многоцветные карты при прочих равных условиях позволяют показать большее количество знаков, чем карты одноцветные. При хорошем качестве печати и правильным подбором цветов, значков и штриховок на одной карте можно совместить до шести взаимно перекрывающихся слоев без ущерба для читаемости. На одноцветной карте возможно разместить гораздо меньше слоев изображения, поэтому необходима генерализация ее содержания.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Виды генерализации

 

Сложные процессы абстрагирования, связанные с картографической генерализацией, реализуются в разных видах и формах. Они касаются обобщения пространственных (геометрических) и содержательных характеристик, качественных и количественных показателей, отбора и даже исключения изображаемых объектов. Иногда генерализацию рассматривают как процесс абстрагирования пространства и содержания. Обычно все проявления генерализации присутствуют на карте совместно, в тесной комбинации.

 Обобщение качественных  характеристик происходит за  счет сокращения различий объектов, что всегда связано с обобщением и укрупнением классификационных признаков, с переходом от простых понятий к сложным. Например, на обзорных картах вместо показа преобладающих древесных пород (как это принято на крупномасштабных топографических картах) дают собирательный знак леса, вместо подразделения железнодорожных путей по числу колей — единый знак железных дорог, вместо показа болот разной проходимости — один знак заболоченной местности, на почвенных картах подвиды объединяются в виды, типы почв и т.д. Важно отметить, что обобщение качественных характеристик картографируемого явления — это, прежде всего, обобщение (генерализация) его классификации. Поэтому данный вид генерализации начинается с легенды карты, с перехода от видов к родам, от отдельных явлений — к их группам, от дробных таксономических подразделений — к более крупным. 

Обобщение количественных характеристик проявляется в укрупнении шкал, переходе от непрерывных шкал к более обобщенным ступенчатым, от равномерных — к неравномерным. Примерами могут служить увеличение высоты сечения рельефа при генерализации топографических карт, укрупнение группировки населенных пунктов по числу жителей, объединение градаций картограмм и т.п. На картах, выполненных точечным способом, обобщение количественной характеристики проявляется в увеличении веса точки, например на карте животноводства одна точка изображает 500 голов крупного рогатого скота, а после генерализации — 1000 голов скота. 

Переход от простых понятий к сложным. Этот вид генерализации связан с введением интегральных понятий и собирательных обозначений. Например, при переходе от крупномасштабной карты города к мелкомасштабной вначале изображение отдельных зданий заменяется изображением кварталов, потом дается лишь общий контур города, а далее — пунсон. На мелкомасштабной карте населенный пункт полностью теряет свои индивидуальные черты, пунсон характеризует лишь численность населения и административное значение города. При генерализации геоморфологической карты знаки отдельных карстовых форм могут быть заменены общим контуром распространения карстовых процессов, на зоогеографических картах гнездовья птиц — обобщенным контуром ареала их распространения, на картах промышленности значки отдельных предприятий — обозначениемпромышленного центра.

Отбор (исключение) объектов означает ограничение содержания карты только необходимыми объектами, и снятие других, менее значимых объектов. При отборе пользуются двумя количественными показателями: цензами и нормами.

• Ценз отбора – ограничительный параметр, указывающий величину или значимость объектов, сохраняемых при генерализации. Примеры цензов: «сохранить на карте леса, имеющие площадь более 10 », или «показать все реки длиной более 1 см в масштабе карты», или «оставить при генерализации все районные административные центры».
• Норма отбора – показатель, определяющий принятую степень отбора, среднее на единицу площади значение объектов, сохраняемых при генерализации. Нормы отбора регулируют нагрузку карты. Норма задается, например, так: «показать в тундровых ландшафтах не более 80-100 озер на 1 карты (остальные исключить)». Этот критерий всегда дифференцирован соответственно особенностям картографируемой территории. Скажем, при переходе от топографических карт масштаба 1:200 000 к картам масштаба 1:500 000 норма нагрузки населенными пунктами в густонаселенных районах составляет 1/3 (т.е. на генерализованной карте сохраняется только третья часть населенных пунктов), на менее заселенных территориях — 1/2, а в районах с очень редким расселением — показывают все населенные пункты.

Обобщение очертаний означает снятие мелких деталей изображения, отказ от небольших изгибов контуров, спрямление границ и т.п. Эта геометрическая сторона генерализации проявляется в сглаживании небольших извилин рек и береговых линий, исключении мелких изгибов горизонталей, упрощении геологических границ и т.п. При этом, однако, следят за тем, чтобы обобщение очертаний не было механическим, не сводилось к формальному сглаживанию. Генерализованное изображение непременно должно сохранять географически правдоподобный рисунок объекта, например морфологию побережья, особенности меандрирования рек, типы эрозионного расчленения, характер складчатости. Некоторые, даже очень небольшие, детали сохраняются, если они типичны для объекта. Скажем, фьорды очень типичны для скандинавского побережья, и их следует показывать даже в самых мелких масштабах. Объединение контуров (выделов) — еще одно проявление геометрической стороны генерализации, связанное с группировкой, слиянием контуров. Выделы на карте объединяются, во-первых, в результате обобщения качественных и количественных подразделений в легенде, а во-вторых, вследствие слияния (соединения) нескольких мелких контуров в один крупный. Так, отдельные небольшие ареалы месторождений какого-либо полезного ископаемого могут быть объединены в один ареал, мелкие участки леса — присоединены к крупному контуру и т.п.

 Смещение элементов  изображения связано обычно с  обобщением очертаний и объединением  контуров, при которых неизбежны  небольшие сдвиги некоторых объектов  относительно их истинного положения. Например, спрямление береговой линии и исключение мелких заливчиков приводит к тому, что некоторые прибрежные поселки оказываются как бы отодвинутыми от берега, тогда необходимо их сместить и «придвинуть» к морю. Смещение часто происходит при рисовке рельефа, когда укрупняют высоту сечения рельефа.

 Утрирование, или показ  объектов с преувеличением, означает, что на

генерализованной карте оставляют некоторые особо важные объекты, которые из-за малых размеров или по условиям цензового отбора следовало бы исключить, и при этом даже несколько преувеличивают (утрируют) их. Например, небольшие, но характерные излучины рек, мелкие озера в засушливых степях, редкие и небольшие по площади выходы изверженных геологических пород посреди поля осадочных отложений и т.п.

 Рассмотренные виды  генерализации проявляются на  картах не порознь, а совместно, они тесно переплетены и трудно отделимы один от другого. Генерализация содержательных аспектов (качественных и количественных) обычно влечет за собой изменение пространственных геометрических характеристик и наоборот. Обобщение одних элементов влечет изменение других, и все это тесно взаимосвязано.

 

 

 

 
Рис. 6.3. Геометрическая пространственная генерализация: а - залив Сан-Франциско на карте масштаба 1 : 1000 000; б - генерализованное изображение в масштабе 1 : 5 000 000; в - увеличение генерализованного изображения до масштаба 1 : 1 000 000, наглядно показывающее геометрическое обобщение линейных и площадных объектов

 

 
Рис 6.4. Замена отдельных объектов их собирательными знаками на примере генерализации населенного пункта: а - отдельные строения (масштаб 1:10 000); б - кварталы (масштаб 1 : 50 000); в - контур (масштаб 1 : 300 000); г - пунсон (масштаб 1 : 1 000 000)

 

 

 
Рис. 6.5. Нарушение геометрической точности карты при использовании внемасштабных знаков: а - изображение в масштабе 1 : 25 000; б - та же местность в масштабе 1 : 200 000; в - увеличение центральной части рисунка б до масштаба 1 : 25 000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Географические принципы генерализации

 

Процесс генерализации труднее других картографических процессов поддается формализации и автоматизации. Не все этапы и процедуры могут быть алгоритмизированы, не все критерии удается однозначно формализовать.

 При генерализации  необходимо сохранить морфологический  облик картографируемых объектов, их особенности, соотношения и  соподчиненность. Качество генерализации во многом зависит от понимания картографом содержательной сущности изображаемых географических (геологических, социально-экономических и т.п.) объектов и явлений, умения выявить главные типичные их особенности. Автоматизация картографической генерализации должна опираться на интерактивные, диалоговые процедуры, обеспечивающие активное участие картографа. 

Генерализация проводится не по отдельным элементам, а в целом по всему изображению. Невозможно представить, например, генерализацию речной сети отдельно от рельефа или обобщение дорожной сети в отрыве от населенных пунктов. В основе согласованной генерализации лежит учет географических связей между картографируемыми объектами. При генерализации необходимо учитывать следующие виды связей:

 – между однородными  объектами (например, реки и озера)

– между объектами разной природы, или разными картографическими

слоями (рельеф и гидрография, дорожная сеть и населенные пункты)

– между разными картами (карты четвертичных отложений и

геоморфологические, карты растительности и ландшафтов, карты

температуры холодного периода и теплого).

 Соблюдение этих требований  предполагает: согласование цензов  и норм отбора, одинаковую детализацию  качественных и количественных  характеристик, единый подход к обобщению контуров, а для разных карт – еще и взаимную увязку легенд

5. Противоречивость процесса генерализации

 

Процесс генерализации во многом противоречив. Во-первых, некоторые элементы не могут быть показаны на карте по условиям пространства, но должны быть отражены на ней в силу своей содержательной значимости (утрирование).

 Во-вторых, часто возникает  противоречие между геометрической

точностью и содержательным соответствием изображения, иначе говоря,

пространственные соотношения объектов передаются верно, а геометрическая точность оказывается при этом нарушенной. Например, знак автострады имеет на карте ширину около 0,6 мм, в масштабе 1:1 000 000 это составляет 600 м. Таким образом, геометрическая точность нарушается примерно в 100 раз. Ширина железной дороги, идущей параллельно автостраде, тоже преувеличивается, и населенный пункт, расположенный у этих магистралей, оказывается сдвинут на много сотен метров. Получается, что геометрическая точность резко нарушена, а содержательное соответствие сохранено. В целом, при генерализациигеометрическая точность всегда нарушается ради содержательного подобия, то есть содержательное подобие имеет приоритет.

 В-третьих, в ходе генерализации  происходит не только исключение 

деталей изображения, потеря информации, но и появление на карте новой обобщенной информации. По мере абстрагирования исчезают частности и отчетливее проступают самые существенные черты объекта, обнаруживаются ведущие закономерности, главные взаимосвязи, выделяются геосистемы все более крупного ранга.

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы