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 км² в масштабе 1:10 000 составляет 1 дм², а в масштабе 1:1 000 000 – всего 1 мм²). 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.

Виды генерализации:

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 км², 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:

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.