Моделирование в картографии - Тикунов В.C.
ISBN 5-211-03346-9
Скачать (прямая ссылка):
В настоящее время для обобщения рисунка линейных и площадных объектов применяются не только методы, известные в других отраслях знаний, как, например, теория фильтрации, но и специально разработанные в пределах картографии алгоритмы. Укажем методику, основанную на географически достоверных критериях генерализации, таких, как сохранение общего характера
339
кривизны линий, закономерного для картографируемой территории (например, прямолинейность и угловатость границ, связанных с геологическими разломами, трещиноватостью горных пород и т.п.; фестончатость границ на склонах; эрозионный характер границ по балкам и междуречьям). Кроме того, сделаны попытки обеспечить при формализации сохранение точного положения основных структурных линий (общей границы природного рубежа, линий гребня, уступа и т.д.) и характерных точек, важных своим индивидуальным значением, что определяется заранее и координаты которых остаются без изменений в процессе генерализации.
При генерализации явлений сплошного распространения наиболее часто в качестве объекта исследования рассматриваются изо-линейные изображения. Для этих целей создаются цифровые модели рельефа с последующим сглаживанием поверхности при помощи "скользящего среднего", или аппарата пространственной аппроксимации. При этом выделяются три основных этапа: 1) отбор изолиний сообразно выбранной шкале; 2) схематизация, представляющая упрощение очертаний изолиний ради исключения деталей поверхности; 3) гармонизация, необходимая для сохранения характерных черт картографируемого явления, согласованности и равновесия между различными категориями объектов в процессе отбора и схематизации. Последний этап трудно формализуем и обычно осуществляется при непосредственном участии картографа при работе в режиме "человек—машина".
Необходимость непосредственного участия картографа в проведении автоматической генерализации отмечается многими исследователями. Роль картографа возрастает с увеличением сложности задачи, особенно при переходе к генерализации систем картографических элементов, когда нужно учитывать значение элементов и характер взаимосвязей между ними.
В первую очередь это необходимо при генерализации площадных объектов, в отображении которых важно учитывать их размеры, особенности линии контура и другие параметры, многие из которых трудно формализуемы. Кроме того, здесь требуется введение в память ЭВМ матриц числовых данных, размер которых при шаге сканирования в 0,1-0,2 мм достигает даже для небольших карт десятков миллионов элементов.
Однако даже при генерализации вручную два картографа не проведут обобщения очертаний сколько-нибудь значительного фрагмента карты полностью идентично. Это дает основание некоторым
340
ученым считать, что генерализация субъективна. Однако непознан-ность еще не означает субъективизма. Генерализация в сущности своей объективна. Правильному с географической точки зрения обобщению очертаний способствует знание генезиса и характера развития географических явлений, что помогает сохранить в обобщенном рисунке типичную физиономичность конфигураций, соответствующих даже на картах мелких масштабов тому или иному типу берегов, орографических линий и т.д.
Сложность автоматизации процессов генерализации тем и объясняется, что рафинированное представление о генерализации, абстрагированное от географических знаний о генезисе изображаемого явления, часто выхолащивает сущность процесса и снижает практическую ценность результата. Между тем имеются данные, например, об истории и характере развития земной поверхности, которые не представляется возможным запрограммировать для генерализации. Поэтому задача решается в условиях неполной информации об объекте, которую человек в процессе поиска решения пополняет на основе имеющихся знаний и предшествующего опыта.
Действительно, для осуществления машинной генерализации необходимо, чтобы машина умела по очертаниям распознавать объекты и идентифицировать их типы (например, очертания береговых линий идентифицировать с понятиями "фьордовый тип", "лиманный", "риасовый", "шхерный" и т.д.). Генерализация очертаний берегов каждого из названных типов может быть осуществлена в соответствии с рекомендациями, изложенными в инструкциях, которые представляют не что иное, как более или менее удачную попытку расчленения мысленного процесса на элементы и его формализованное словесное описание.
Велика должна быть роль экспертных систем при генерализации. Однако и в этом случае пока чувствуется доминирование пространственной стороны. Например, производится генерализация плана городских кварталов в зависимости лишь от их оригинального рисунка (Zhang, Li, Zhang, 1988) или примитивный взгляд на генерализацию как операцию по сокращению количества деталей, сообщаемых читателю, что иллюстрируется примерами генерализации дорожной сети и населенных пунктов (Zhao, 1988). По аналогии с предыдущими рассуждениями следует ожидать в области развития картографических экспертных систем таких разработок, которые бы позволили оптимизировать пространственные и содержательные аспекты картографической генерализации.