Лекция № 7 

Картографическая генерализация как процесс научного обобщения объектов и явлений действительности

 ( 2 часа)

План:

7.1 Понятие о географической генерализации

7.2  Виды генерализации

7.3  Генерализация объектов разной локализации

7.1 Понятие о географической генерализации

Картографическая генерализация — это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно ее 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 — неотъемлемое свойство всех картографических изображений, даже самых крупномасштабных. Уже при первичной съемке местности, скажем, в масштабе 1:1 000, топограф интуитивно ведет генерализацию, решая, какие детали рельефа, растительности, дорожной сети следует нанести на съемочный планшет, а какие слишком незначительны или «не укладываются» в данный масштаб. Далее при камеральном составлении карт среднего, а потом и мелкого масштабов приходится постоянно сжимать изображение, отказываясь от деталей и подробностей. В масштабе 1:100 000 1 км² местности занимает всего лишь 1 см² площади карты, на нем можно показать только основные населенные пункты, главную дорогу, реку. А в масштабе 1:1 000 000 эта пло­щадь сжимается до 1 мм², и на ней удастся сохранить, может быть, всего один населенный пункт, а в более мелком масштабе — 1:10 000 000 не останется места и для него.

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

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

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

Влияние масштаба проявляется в том, что при переходе от более крупного изображения к мелкому сокращается площадь карты. Выше уже говорилось, что показать в мелком масштабе все детали и под­робности невозможно, и поэтому неизбежны их отбор, обобщение, исключение. Одновременно с уменьшением масштаба уве­личивается пространственный охват, что также сказывается на гене­рализации. Объекты, важные для крупномасштабных карт (напри­мер, местные ориентиры), теряют свое 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.

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 озера, 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 озер, многие из них можно исклю­чить при генерализации, здесь важно правильно отразить общий характер озерности территории.

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 обобщенным, схематичным..

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 путем 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.

7.2 Виды генерализации

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 и т.д. На геологических картах при переходе от крупных масштабов к более мелким обобщают стратиграфические подразделения: свиты и ярусы объединяются в отделы, затем отделы — в системы, на почвенных картах подвиды объединяются в виды, типы почв и т.д.

Обобщение количественных характеристик проявляется в укруп­нении шкал, переходе от непрерывных шкал к более обобщенным ступенчатым, от равномерных — к неравномерным. Примерами мо­гут служить увеличение 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 точек, 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 .

Отбор (исключение) объектов означает ограничение содержания карты только объектами, необходимыми с точки зрения ее назначения, масштаба и тематики, и снятие других, менее значимых объектов. Отбор всегда непосредственно связан с обобщением качественных и количественных характеристик. Он ведется в соответствии с укрупненными подразделениями легенды. 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 км²», 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 дм² карты» (остальные исключить).

Обобщение очертаний означает снятие мелких деталей изобра­жения, отказ от небольших изгибов контуров, спрямление границ и т.п. Эта геометрическая сторона генерализации, которая прояв­ляется в сглаживании небольших извилин рек и береговых линий, исключении изгибов горизонталей, рисующих мелкие эрозионные врезы, упрощении геологических границ, характеризующих мелкую складчатость и т.п. Генерализованное изображение непременно должно сохранять географически правдоподобный рисунок объекта, например морфологию побережья, особенности меандрирования рек, типы эрозионного расчленения, характер складчатости.

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 в ходе генерализации могут быть объединены в один ареал, мелкие участки леса — присоединены к крупному контуру и т.п.

Смещение элементов изображения. Этот вид генерализации связан 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 приходится укрупнять сечение рельефа.

Утрирование, или показ объектов с преувеличением, означает, что на генерализованной карте оставляют некоторые особо важные со смысловой (содержательной) точки зрения объекты, которые из-за малых размеров или по условиям цензового отбора следовало бы исключить, и при этом даже несколько преувеличивают (утрируют) их. Примерами могут служить 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.

Геометрическая точность карты — это степень соответствия по­ложения объектов на карте их действительному положению на мес­тности. Нарушение геометрической точности ведет к смещению, сдви­гу объектов, и координаты их будут получены по карте с ошибкой.

Содержательное подобие (соответствие) означает, что на карте географически правильно переданы взаимные соотношения объектов, их характерные особенности и соподчиненность.

Геометрическая точность и содержательное подобие Выше уже отмечалось, что одно из основных противоречий процесса картографической генерализации как раз и состоит в том, что стремление сохранить содержательную верность (подобие) изоб­ражения часто ведет к нарушению геометрической

7.3  Генерализация объектов разной локализации

Объекты, локализованные в пунктах, изображают с помощью значков, поэтому их генерализация связана, прежде всего, с отбо­ром объектов согласно установленным цензам и нормам, с обоб­щением качественных характеристик объектов и укрупнением гра­даций шкал значков. При этом происходит переход от видовых подразделений объектов к родовым (например, значки отдельных нефтяных скважин заменяют общим значком месторождения, а далее — знаком ареала нефтяного бассейна).

Переходя к укрупненным интервалам, важно сохранять харак­терные ступени. Например, в США к городам относят населенные пункты с числом жителей более 2500 человек, а в Индии — более 5000 жителей. Значит, при обобщении интервальной шкалы для этих стран желательно сохранить именно такие рубежи.

Объекты, локализованные на линиях, всегда передаются линей­ными знаками. Для них наиболее существенны геометрические ас­пекты генерализации, упрощение и спрямление очертаний, а так­же цензовый отбор линейных элементов (например, рек, длина которых на карте меньше 1 см). В ряде случаев обобщают каче­ственные различия линейных объектов (вместо дорог разного класса вводят единый знак дорог). При генерализации векторов и полос движения неизбежны отбор только главных направлений и обоб­щение количественных характеристик (например, объемов и струк­туры грузопотоков).

Объекты сплошного распространения изображают с помощью изолиний, качественного и количественного фонов и ареалов. Для изолинейных изображений наиболее актуально обобщение рисунка изолиний и укрупнение шкал сечения. При умелом обобщении рельефа  его морфологические особенности сохраняются даже при снятии многих деталей эрозионного расчленения и многократном укрупнении сечения. К площадным объектам применимы все приемы геометрической генерализации: исключение малых контуров и их объединение, спрямление очертаний, смещение и утрирование некоторых выщелов и т.п. Большое значение имеет цензовый отбор. Малые контуры лесов, озер, болот, ландшафтные выщелы исключаются. Однородные контуры объединяют в более крупные или заменяют общим знаком ареала.

При генерализации явлений, показанных способом качественного фона, на первый план выступает укрупнение качественных градаций, т.е. обобщение классификации изображаемых явлений. Дробные подразделения классификаций заменяются более крупными. Например, хорошо известно, что на крупномасштабных гео­логических картах подробно показываются свиты и серии разно­возрастных пород, а по мере перехода к более мелким масштабам они обобщаются в ярусы, затем — в отделы, а на самых мелкомас­штабных картах изображаются лишь геологические системы. Ана­логично на почвенных картах разновидности почв последователь­но заменяются видами, подтипами, типами. Словом, генерализация карт качественного фона всегда ведет к выделению наиболее крупных таксонов.

Генерализация объектов, показанных способом количественного фона, выполняется за счет укрупнения сеток районирования и обобщения шкал количественных показателей.

Объекты рассеянного распространения чаще всего передаются точечным способом. Генерализация в данном случае сводится к укрупнению веса точек и некоторому увеличению их размера на карте. Если же явление показано знаками ареалов, то можно сократить дробность подразделений, укрупнить контуры ареалов, провести их слияние.