27. Визуализация пространственных данных. Изображения в неевклидовой метрике

В ГИС под визуализацией понимается картографическая визуализация – не сами цифровые модели, а описываемые ими пространственные объекты.

С этих изображений начались попытки отображения земной поверхности и пространственных объектов. Среди них выделяют 1) мысленные изображения, 2) картоиды, 3) анаморфозы.

«Мысленные» изображения – графические представления образов пространственных объектов, формирующиеся в мозгу человека. Такие образы предшествуют созданию формализованных изображений и могут сильно отличаться от реальных объектов в силу тенденциозности, гипертрофированного значения знакомых объектов. Так, карта мира, созданная по представлениям президента США Рейгана, состоит в основном из Америки. В представлениях Олбрайт (бывшего гос.секретаря США) Молдавия – на Кавказе, а Грузия – славянская республика. Непонятно, как она их позиционирует. Думаю, в наших мысленных изображений также достаточно много предвзятостей.

Картоиды – абстрактные графические изображения, при построении которых бывают не важны конкретные пространственные отношения, но показываются некоторые содержательные характеристики – основная сущность явлений и закономерностей. Пример: «идеальный» материк, «идеальный» ландшафт в отражении связей его элементов, система расселения и т.п.

Анаморфозы – графические изображения, производные от традиционных карт, масштаб которых трансформируется в зависимости от величины характеристик на исходной карте. Англоязычный термин – «transformed maps», «topological cartograms» или «pseudocartograms». Выделяют 1) линейные, 2) площадные и 3) объемные анаморфозы.

Линейные анаморфозы напоминают изображения графов с длиной ребер, показывающих взаимную удаленность объектов в зависимости от величин заданных характеристик. В представлениях о пространстве (удаленности объектов) часто пользуются произвольными (не геометрическими) характеристиками. Кроме того, происходит трансформация масштаба длин. Так, горожанин измеряет удаленность не мерами длины, а затраченным временем; причем действительное расстояние не обязательно пропорционально затраченному времени (объезды, пересадки, пробки). Измерение расстояния можно производить на основе стоимости транспортировки, в соотношении с прежними ценами, объемах экспортно-импортных связей, единиц степени достижимости и т.п.

Площадные анаморфозы наиболее распространены. Первая попытка такой ручной трансформации появилась в начале 1903 г.: немец Вихель подготовил анаморфозу по результатам выборов в рейхстаг, где площади показывались пропорционально суммам голосов, поданных за того или иного кандидата. Элементы анаморфоз создавались «на глаз» с подгонкой границ элементов, недостаток – субъективизм. Это аналоговые способы.

В настоящее время разработаны численные методы построения анаморфоз для реализации их на компьютере – особенно преуспели в этом наши картографы (Тикунов и Гусейн-Заде).

Объемные анаморфозы похожи на столбчатые объемные диаграммы, однако более наглядны. Кроме того, здесь можно использовать как площадное преобразование, так и вертикальную компоненту, т.е. трансформацию двух показателей. Например, площадь ­- пропорциональна численности населения, а высота – средним доходам.

Применение анаморфоз разнообразно – чаще всего используются в демографии, электоральной и медицинской географии, оценки уровня жизни, отображения экологических явлений. Анализ анаморфоз – визуальный, как эффективного способа изображения – весьма полезен.