24. Графические приемы анализа карт

Среди графических приемов наиболее распространены профили и разрезы, имеющие вид k = f(u), где k – значение профилируемого параметра, а u – расстояние вдоль заданного по карте направления. Возможны также сечения по вертикали k = f (H) и временны разрезы k = f (T).

Более информативны разрезы или сечения, показывающие распределение явления k как функцию двух параметров. Серии разрезов могут дать представление о поведении явления в трехмерном пространстве. Если каждый разрез в такой серии отличается от других по времени, то получаются метахронные диаграммы. Серии карт разной тематики удобно анализировать с помощью комплексных (общегеографических) профилей.

Данные, снятые с карт, удобно анализировать с помощью диаграмм. В картографии широко употребляются линейные, площадные, объемные и другие диаграммы, характеризующие распределение явлений, зависимость между ними, динамику развития. В исследовательских целях часто используют розы-диаграммы, хорошо передающие господствующие и подчиненные направления явлений, локализованных на линиях (ветры, пути миграции животных, эрозионные формы и т.д.). Розы-диаграммы можно строить либо пропорционально суммарной длине линейных элементов, либо пропорционально процентному соотношению линий данного азимута в общей массе направлений.

Блок-диаграммы – трехмерные рисунки, совмещающие перспективное изображение какой-либо поверхности, продольный и поперечный профиля (например, рельеф территории совместно с геологическим профилем). Для создания блок-диаграмм используют аксонометрическое перспективное проектирование. Часто для построения сложных графических моделей используют автоматические графопостроители, создавая сначала цифровую модель поверхности.

Для изучения динамики каких-либо явлений, определения суммарных показателей за какой-то период (например, сумма температур за год, снос материала за какой-то срок) используют методы графического сложения и вычитания поверхностей. Обычно это делается для изолинейных карт. Карты накладывают одну на другую; в точках пересечения изолиний вычисляют суммы (разности) показателей; потом проводят изолинии суммы (разности) так, чтобы они шли по диагонали ячеек, образованных пересекающимися изолиниями двух поверхностей (карт).

По картам также можно выполнять другие операции с поверхностями – умножать и делить, логарифмировать, дифференцировать, хотя потребность в подобных операциях возникает редко.

25. Графоаналитические приемы анализа карт

Графоаналитические приемы анализ карт – картометрия и морфометрия – предназначены для измерения и исчисления по картам количественных показателей размеров, формы, структуры объектов.

Картометрия – измерения по картам (прямое или косвенное) характеристик положения и размеров объектов. Основные картометрические показатели: длина, площадь, объем объекта и его ориентировка в пространстве.

Длины линий обычно измеряют циркулями-измерителями. Для извилистых линий применяют измерители с малыми растворами (1, 2, 4 мм), причем делают измерения двумя измерителями с разными растворами. Пусть l₁ и l₂ – длины, измеренные циркулями с растворами d₁ и d₂. Тогда длина линии l равна

l = l₁ + (l₁-l₂) k,

где k – коэффициент, определяемый из соотношения

Суммарную длину извилистых линий на какой-то площади можно также определить с помощью сетки квадратов (задача Бюффона). Пусть d – сторона квадрата, m – число пересечений извилистых линий с сеткой. Тогда суммарная длина D вычисляется по формуле: D = (/4) dm.

Для повышения точности измерений палетку с сеткой накладывают несколько раз под разным углом. Такой вероятностный способ подсчета суммарной длины линий можно автоматизировать посредством сканера. Для расчета длин по мелкомасштабным картам, где велики искажения, связанные с кривизной Земли, применяют другие формулы, учитывающие радиус кривизны земного шара.

Площади по картам измеряются с помощью планиметров, палеток или методом взвешивания на очень точных весах вырезанных контуров и сравнения с эталоном веса.

Также по картам можно измерять объемы каких-либо объектов, например, объем снесенного материала, объем поверхностного стока и т.д. Объемы измеряются как сумму объемов отдельных слоев, заключенных между плоскостями сечения (на картах изолиний); с помощью кумулятивной кривой (интегральная кривая распределения высот).

Углы и направления на картах измеряются достаточно просто с помощью геодезического транспортира с точностью до 15.

Морфометрия – расчет показателей формы и структуры объектов на основе картометрических определений. В мофрометрии измеряются следующие показатели:

1. Форма: вытянутость, извилистость, кривизна, общие очертания;

2. Плотность: густота, концентрация, равномерность, соседство;

3. Расчленение: вертикальное, горизонтальное, общее.

При оценке формы объекта его обычно пытаются аппроксимировать какими-либо геометрическими фигурами. Извилистость характеризуется на основе трех коэффициентов: относительной извилистости (отношение длины извилистой линии к длине плавной огибающей); извилистости общих очертаний (отношение длины огибающей к длине замыкающей); общей извилистости (отношение длины извилистой линии к длине замыкающей).

Плотность обычно характеризуется с помощью двух показателей: 1) количество объектов на единицу площади (характеризует концентрацию, частоту объектов); 2) отношение площади, занимаемой какими-либо объектами к общей площади (собственно плотность).

Горизонтальное расчленение поверхности характеризуется суммарной длиной расчленяющих линий (для рельефа – тальвегов и водоразделов), приходящихся на единицу площади.