вание для изображения реальности и ее художественного восприятия позволяет реализовать такую новую функцию, как создание сцен — совокупность методов имитационного моделирования реального физического облика объекта или явления. Пусть, например, необходимо разработать план горнолыжного района на залесенных склонах. Он может быть выполнен в виде карты с горизонталями, зелеными ареалами лесов, линиями для обозначения подъемников. При создании сцены строится наклонное перспективное изображение, склоны «покрываются» деревьями различной высоты Существующие технологии позволяют менять облик деревьев в зависимости от их вида, возраста; правда, аппаратные средства пока не позволяют делать это в реальном времени.

7.7. Методы геоинформационного картографирования

Многие методы и ГИС-технологии создания карт базируются на использовании баз пространственных данных и алгоритмических процедур, применяемых в ГИС для выполнения пространственного анализа и моделирования, подробно описанных в главах 4 и 5 Основные из них:

•преобразование систем координат;

•пространственные и атрибутивные запросы к БД;

•классификация;

•математико-картографическое моделирование;

•автоматизированная генерализация карт;

•формализация процесса картографирования.

Часто в задачи ГИС входит представление их результатов в картографической форме. Перед построением карты следует решить вопросы, на основе каких данных БД она будет создаваться, будет ли это общегеографическая или тематическая карта, какими картографическими возможностями обладает используемый ГИС-пакет.

Преобразование системы координат может потребоваться, если новая карта должна быть создана в системе, отличной от принятой в БД, и не связана с большими методологическими проблемами.

Создание общегеографических карт наиболее сложно поддается автоматизации. Общегеографические карты (топографические.

обзорно-топографические и обзорные), имеющие многоцелевое применение, должны отображать совокупность всех видимых элементов местности, обладать заданной точностью при выбранном масштабе, иметь унифицированное зарамочное оформление и пока- зывать объекты унифицированными символами и цветом. Основные ГИС-технологии создания таких карт — жестко топологически конт- ролируемый оверлей и запросы к данным. Большинство же операций обеспечивается грамотной интерактивной работой пользователя.

Картографические возможности создания тематических карт, отображающих структуру распределения и взаимосвязи объектов или явлений, существенно шире.

7.7.1 • Создание аналитических карт по данным атрибутивных таблиц БД

Атрибутивные таблицы, представляющие семантическую состав- ляющую данных, находятся в однозначном соответствии с простран- ственной составляющей данных определенных типов объект ов. ГИСтехнологии предоставляют пользователю возможность разнообразного представления этих объектов в соответствии с их описанием.

Для создания карт в большинстве ГИС-пакетов предлагается типичный набор способов изображения:

отдельный символ; цветовая шкала; уникальные значения; локализованная диаграмма;

плотность точек (для полигональных слоев); масштабируемый символ (для точечных и линейных слоев).

Такой набор процедур наряду с операциями оверлея и выбора нужных объектов по запросам позволяет создать большое разнообразие базовых и производных тематических карт практически для каждого поля атрибутивной таблицы. Указанные выше способы основаны на методах классификации и соответствуют в картографии способам картограмм, картодиаграмм, локализованных диаграмм, линейных знаков, значков и точечному. Каждый из них имеет свое назначение и свои характеристики. Способы отдельного символа, цветовых шкал, уникальных значений и плотности точек используют одну пере-

2 9 4 Глава 7. Задачи и методы геоинформационного картографирования

менную — одно поле атрибутивной таблицы. Способом локализованных диаграмм можно отобразить несколько тематических переменных одновременно. Возможно создание так называемых двухтемных карт, отображающих два вида данных: например, цвет символа изображает один тематический показатель, а размер символа — другой.

Использование функций моделирования (районирования, зонирования, оконтуривания и построения изолиний) обеспечивает создание карт способами ареалов, изолиний, псевдоизолиний, качественного и количественного фона.

ГИС-пакеты дают возможность автоматизированного перехода от непрерывных шкал количественных характеристик к дискретным шкалам с разным числом градаций. Границы ступеней шкалы определяются на основе числовых значений атрибутов или характерных точек их статистического распределения. Информация о числовых характеристиках распределения (количество значений, минимальное, максимальное, среднее значения, дисперсия) может быть получена средствами любого ГИС-пакета.

Выбор способа картографического отображения зависит от:

•характера размещения объекта (реальной его локализации);

•цифрового представления объекта в БД (точка, линия, полигон);

•особенностей атрибутивного признака (число, текст).

Рассмотрим некоторые методы создания тематических карт на основе информации, представленной в базе данных.

Метод уникальных (отдельных) значений позволяет тематически отображать точечные, линейные и площадные объекты по их значениям из заданного поля таблицы, как числового, так и текстового (строкового). Каждому значению приписывается свой графический знак, принятый в картографии (значок, качественный или количественный фон, линии и т. д.), которым отображаются все соответствующие ему объекты карты. Следует отметить, что для нечисловых данных можно использовать только метод отдельных значений.

Для отображения специфических особенностей данных создание классов может быть выполнено вручную.

Для отображения распределения всего диапазона числовых значений в поле атрибута используют методы классификации.

изложенные в параграфе 5.1.1. Они дают возможность перейти от непрерывных шкал или дискретных шкал с большим разнообразием количественных характеристик к интервальным с различным числом градаций и разными способами определения границ интервалов. При создании тематических карт эти методы позволяют сгруппировать записи с близкими значениями атрибутов, присвоить группам единые цвета, типы символов или линий. Такие методы рекомендуется применять в тех случаях, когда размер областей не связан напрямую с соответствующими этим областям числовыми значениями, но следует всегда обращать внимание на то, какое влияние оказывают экстремальные значения на вид тематической карты. Для картографического отображения таких распределений в основном используют способы картограмм и ареалов.

Метод естественных интервалов позволяют анализировать

иотображать неравномерно распределенные данные. Интервалы обычно создают с помощью алгоритма, использующего выявление наиболее редко и наиболее часто встречающихся значений атрибута

иназначение последних в качестве среднего значения в каждом интервале, определяемом редкими значениями. Это позволяет приблизить распределение данных в пределах каждого интервала

кравномерному, а тогда и интервалы можно характеризовать их средними значениями (рис. 7.5).

Метод равных классов (или квантилей) создает интервалы с одинаковым числом записей в каждом из них. Например, при группировке 100 записей атрибутов в четыре диапазона будут созданы интервалы примерно с 25 записями в каждом из них (это число зависит от установленного порядка округления). Метод подходит для отображения равномерно распределенных данных и для сравнения территорий, близких по размеру.

Метод равных интервалов распределяет записи в интервалы, исходя из разброса значений данных. Например, в поле таблицы содержатся атрибуты со значениями от 1 до 100, которые нужно отобразить на тематической карте (картограмме), выбрав шкалу с четырьмя одинаковыми по разбросу значений интервалами — 1-25, 26-50,51-75 и 76-100. Поскольку метод использует только граничные значения данных, то следует обратить внимание, что могут появиться интервалы, в которые не попадет ни одна запись. Он подходит для картографирования непрерывных данных.

18—35 лет. Если вес точки определен как 5000 человек, а в районе проживает 50 ООО человек, то на территории района будет размещено 10 точек. Значение, изображаемое одной точкой можно пересчитать с тем, чтобы сократить число точек, показываемых на карте (они не должны сливаться и соприкасаться), и наоборот. Вес точек зависит также от вида символа, представляющего точку.

вмасштабе карты. Его можно применять для любых типов графических объектов на тематических картах, и наилучшим образом он подходит для отображения числовых данных. Размер символов обычно пропорционален числовому значению. Знак помещается

вточку или центроид объекта (см. параграф 7.9.2). Как правило, средствами ГИС-пакета можно управлять тремя параметрами: цвет, тип и предельные допустимые размеры символов. Чтобы отобразить м а л е н ь к о е значение атрибута достаточно крупным символом, следует

увеличить максимально допустимый размер символов.

В отличие от рассмотренных методов, которые позволяют анализировать и отображать на карте один тематический показатель, локализованными диаграммами можно изобразить несколько тематических данных одновременно. Значения данных определяют величину соответствующего столбца или сегмента диаграммы. Для каждого графического объекта строится своя диаграмма, которая привязывается к его центроиду и позволяет сравнивать значения нескольких тематических показателей, изображенных разными способами на графике. Для столбчатых диаграмм можно изменять цвет и ориентацию столбиков, задавать расположение диаграммы по отношению к центроиду объекта (непосредственно в точке центроида или в восьми возможных направлениях).

На круговой диаграмме значения атрибута объектов определяют величину соответствующего сегмента диаграммы. Его можно сравнивать с другими сегментами в той же диаграмме или с аналогичными сегментами в других диаграммах. При построении круговых диаграмм можно изменять цвет секторов, тип границ секторов и всей диаграммы, угол, определяющий начальное положение первого сектора, а также порядок их следования.

Кроме проблемы классификации значений атрибута и изображения его на картограмме часто возникает задача построения