Тема 16. Геоіконіка

16.1. Теорія геозображень

16.2. Масштаби простору

16.3. Тимчасові діапазони геозображень

16.4. Генералізація геозображень

16.5. Геоіконометрія

16.1. Теорія геозображень

Безліч видів графічних просторово-часових моделей, різноманіття методів роботи з ними й сфер застосування вимагають формування єдиної теорії геозображень. Існує ряд факторів, що визначають доцільність створення такої теорії:

• спільність досліджуваних (відображуваних) об'єктів - географічних, геологічних, океанологічних, планетологічних та ін.;

• збільшення кількості і різновидність геозображень класів та видів;

• наявність загальних модельних властивостей;

• подібність сприйняття, читання і розпізнавання людиною;

• єдність науково-технічних прийомів аналізу, розпізнавання і перетворення;

• необхідність комплексного використання і взаємного поєднання геозображень при рішенні наукових і практичних завдань.

Галуззю науки, що займається загальними проблемами геозображень, стала геоіконіка. Початок її формування припадає на середину 80-х років XX ст. Геоіконіка (від гео + εικωυικη - зображення) - синтетична галузь знання, що вивчає загальну теорію геозображень, методи їхнього аналізу, перетворення і використання в науці і практиці. Вона є частиною іконіки - науки про зображення, їхні загальні властивості, методи отримання, обробки і відтворення.

Геоіконіка зв'язує картографію, аерокосмічне зондування і геоінформатику - три дисципліни, кожна з яких має справу з геозображеннями певного типу: картами, знімками, електронними моделями. Вона з'єднує ці дисципліни, зосереджуючи увагу на вивченні загальних властивостей геозображень. При цьому геоіконіка вбирає в себе елементи теорії розпізнавання образів, опирається на досягнення машинної графіки, психології сприйняття і перебуває в тісному контакті з науками про Землю, планети і суміжні з ними соціально-економічними науками.

У своєму сучасному розвитку геоіконіка у великій мірі опирається на теорію географічної картографії, тобто на ту дисципліну, що найбільше досягнула в теоретичному осмисленні геозображень, їхніх властивостей, законів формування, а головне, у практиці їхнього створення і використання.

Геоіконіка включає в коло своїх інтересів теоретичні проблеми системного вивчення просторово-часових моделей, оцінку їхньої інформативності, взаємної сумісності, загальні принципи генералізації, закони сприйняття і т.п. Багато уваги приділяється методикам опрацювання і розпізнавання геозображень, прийомам кількісного аналізу, технологіям цифрування, перетворення, підвищення якості, зберігання і їх відтворення. У прикладному плані геоіконіка розвиває методи інтерпретації і застосування геозображень у географії, геології і геофізиці, екології і соціально-економічних науках.

Геоіконіка охоплює картографію, аерокосмічне зондування і геоінформатику. Вона стає частиною оновленої та інтегрованої системи картографічних дисциплін.

16.2. Масштаби простору

Масштаб геозображень є функцією його призначення, технічних засобів знімання, забезпеченості фактичним матеріалом. Одночасно сам він визначає найбільш істотні властивості геозображень: від масштабу залежать просторове охоплення і обсяг змісту геозображень, його роздільна здатність, детальність і геометрична точність. Масштаб задає рівень узагальнення і абстрагування показаної інформації, ступінь її інтеграції і генералізації, визначає інформативність геозображень, що в остаточному підсумку диктує вибір напрямків використання і встановлює межі застосування карт, знімків, анімацій і т.п.

З масштабом і ступенем абстрагування прямо пов'язані і евристичні якості геозображень як засобу пізнання навколишнього світу. Дрібномасштабні геозображення, подібно телескопу, відкривають погляду дослідника великі простори і планетарні закономірності. При цьому частковості не видні, а деталі узагальнені і згладжені.

Зовсім інша картина спостерігається на великомасштабних геозображеннях. Вони, немов мікроскоп, показують лише малу частину простору, але зате з великою детальністю, безліччю деталей і мікроформ. За картами і знімками великого масштабу простежують локальні закономірності.

Класифікуючи будь-які геозображення за масштабами, найчастіше називають три групи: велико-, середньо- і дрібномасштабні, однак характерно, що градації, прийняті для основних видів геозображень: карт, аеро- і космічних знімків, неоднакові.

Використовується наступна класифікація топографічних і тематичних карт: великомасштабні - 1:100 000 і крупніше, средньомасштабні - від 1:200 000 до 1:1 000 000 і дрібномасштабні - дрібніше 1:1 000 000.

Масштабні класифікації мають пряме відношення до просторового охоплення. Це особливо добре видно на прикладі карт інших планет. Масштаб, що для великої планети є великим, для іншої, меншої за розмірами, виявиться дрібним. На Землі метр дорівнює однієї десятимільйонній частині 1/4 довжини меридіана, отже, співвідношення «метрів» різних планет дорівнює співвідношенню їхніх розмірів. Якщо екваторіальний радіус Землі прийняти за 1, то радіус Меркурія складе 0,38; Венери - 0,97; Марса - 0,53; Місяця - 0,27. Звідси неважко підрахувати, що земній карті масштабу 1:1 000 000 відповідає (приблизно) карта Меркурія масштабу 1:400 000, Венери - 1:1 000 000, Марса - 1:500 000, Місяця - близько 1:250 000. Співвідношення велико-, середньо- і дрібномасштабних карт для планет земної групи представлене в табл. 16.1.

Ці співвідношення потрібно мати на увазі при порівнянні форм рельєфу планет (наприклад, кратерів) і взагалі при будь-яких порівняльно-планетологічних дослідженнях.

Що стосується аерофотознімків, то їхня масштабна класифікації найбільше пов'язана з висотою фотографування: за інших рівних умов масштаб знімка тим дрібніше, чим вище піднятий аерофотоапарат. Знімання з вертольотів виконуються в основному у великих і іноді в середніх масштабах, з літаків - у середніх і дрібних масштабах, а з висотних літаків одержують дрібномасштабні аерофотознімки. Приймаючи триступеневий розподіл, виділяють аерознімки: великомасштабні - 1:5 000 і крупніше, средньомасштабні - від 1:5 000 до 1:100 000 і дрібномасштабні - дрібніше 1:100 000.

Таблиця 16.1