Сущность картографической генерализации

На любой географической карте на ограниченном листе бумаги изображают то, что размещено на большом участке земной поверх­ности. При этом на карте не могут быть отображенными все суще­ствующие в действительности географические объекты. Неизбежен отбор какой-то их части для обобщенного показа на карте.

Работая над созданием карты, специалист-картограф постоянно решает вопрос, что именно и как будет на ней показано, а что должно быть исключено и на каких основаниях. От того, как будет вы­полнена данная работа, зависит качество карты, возможность отоб­разить самые существенные черты и свойства явлений, а также воссоздать реальный облик территории.

Этот процесс научно обоснованного отбора и обобщения географических объектов и явлений для отображения их на карте в соответствии с ее масштабом и назначением называют картографической генерализацией. Термин «генерализация» имеет своим корнем латинское слово «генералис» — общий, главный.

Термин "генерализация" применительно к картографии впер­вые был употреблен в 1857 г. Э.Зидовым. Впоследствии многие ученые освещали теоретические и практические аспекты карто­графической генерализации.

Например:

На мелкомасштабных картах, изображающих территорию с очень сильным уменьшением, проводят особенно большую генерализацию. Возьмем для примера обзорную общегеографическую карту в мас­штабе 1:2 500 000. На ней 1 см² площади соответствует 625 км² на местности, а 1 мм² поверхности карты соответствует в действительнос­ти участок территории размером в 6,25 км². В районах с густым насе­лением на этой площади может разместиться 2—3 сельских населен­ных пункта. Физически возможно на 1 мм² площади карты показать лишь маленький условный знак одного населенного пункта. Однако подпись его названия займет еще несколько квадратных миллимет­ров площади карты, т. е. подпись вместе со знаком покроет тер­риторию, на которой может быть размещено более десятка се­лений.

Таким образом, отбор населенных пунктов для нанесения на карту ещё больший, потому что между изображениями соседних населенных пунктов должно оставаться достаточно свободного места для размещения условных знаков объектов, относящихся к другим элементам карты. При этом каждый условный знак должен отчетливо читаться и не сливаться с другими. Практически на мелкомасштабных картах на участках, соответствующих районам с высокой плотностью населения, помещают не более 4—5 населенных пунктов на 1 см² площади карты.

Для районов с густым населением это значит, что из несколь­ких десятков населенных пунктов, существующих в действительнос­ти, на карте показан один населенный пункт.

Мы взяли для примера карту в масштабе 1:2 500 000. С умень­шением масштаба вдвое масштаб площади уменьшается в 4 раза. А на карте в масштабе 1:10 000 000 по сравнению с картой в масшта­бе 1:2 500 000 площади уменьшены не в 4, а в 16 раз.

Следовательно,степень генерализации на карте имеет прямую зависимость от ее масштаба. Масштаб же составляемой карты опре­деляется в основном ее назначением.

На справочных картах, предназначенных для подробной харак­теристики территории, возможности, предоставляемые масштабом, реализуются максимально. На картах другого назначения степень генерализации может быть выше той, которая определяется только масштабом, т. е. отбор может быть большим. Ярким примером могут служить учебные карты. Учитывая, что учащиеся знакомят­ся по картам только с важнейшими особенностями территории и детальный показ местности с второстепенными объектами на учеб­ных картах излишен и даже вреден, они составляются с большой недогрузкой.

Кроме того, необходимость передачи на картах различий географических особенностей в разных районах картографируемой территории также влияет на генерализацию, усиливая или ослабляя (уменьшая) степень отбора и характер обобщения объектов. Поясним ска­занное.

Пример. Допустим, общей нормой при отборе рек для картографиро­вания служила их определенная минимальная длина (например, 15 км). А на территории, изображенной на карте, есть район с реками меньшей длины, которые важно показать. Такая гидрографическая сеть свойственна морскому побережью, где параллельно берегу протягивается горный хребет (Черноморское побережье Кавказа). В ландшафте и хозяйстве таких районов реки играют важную роль, поэтому их целесообразно нанести на карту, но норма отбора для их показа должна быть уменьшена.

Итак, совершенно понятно, что на степень генерализации вли­яют следующие основные факторы :

- масштаб карты;

- назначение карты;

- географические особенности отображаемой (картируемой) территории;

- тематику карты;

- способ использования карты в учебном процессе.

Все перечисленные факторы тесно связаны между собой: Назначениекарты оказывает большое влияние на выбор масштаба создаваемого картографического произведения. А мас­штаб, в свою очередь, в значительной мере определяет степень генерализации. Почти не требуется проведения генерализации при создании планов в сверхкрупных масштабах — 1:500 и 1:1000 (например, при составлении планов подземных коммуникаций городов); 1 см на таких планах соответствует 5—10 м на местнос­ти, а это значит, что можно показать многие мелкие детали и выступы на контуре объекта.

Назначение карты во многом определяет степень и характер генерализации. Наименьшей генерализации подвергаются объек­ты и явления на справочных картах, где необходимо отразить максимум информации. Информационная нагрузка этих картографических про­изведений зачастую предельна, хотя на первый взгляд может показаться, что еще есть свободные места для размещения ус­ловных знаков. Однако для того чтобы условные знаки отчетли­во читались, между ними необходимы промежутки, а также про­странство для размещения названий с однозначным определени­ем их принадлежности.

Близкими к справочным картам по нагрузкам являются кар­ты для высших учебных заведений. Их содержание во многом определяется учебными программами, по которым ведется под­готовка специалистов в университетах (за исключением Геогра­фического атласа для учителей средней школы, содержание ко­торого определяется программами географических факультетов педагогических вузов).

Максимальной генерализованностью характеризуется карто­графическое изображение на учебных картах для начальной школы, что обусловлено возрастными особенностями учащихся, также содержанием школьных программ. Можно сказать,что в этом случае сознательно осуществляется значительная недогрузка карт.

Карты иного назначения (порой их делают многоцелевыми) обладают своим уровнем генерализации. Сформулировать общие правила ее проведения невозможно. Например, для пользовате­ля, привыкшего к работе с обычными общегеографическими кар­тами, изображение реки на лоцманских картах будет выглядеть весьма непривычно. Туристские карты, созданные на общегеог­рафической основе, дополнительно содержат информацию об объектах, представляющих интерес для отдыхающих (архитек­турные, исторические памятники, уникальные природные объек­ты, музеи, выставки и пр.).

Как происходит сама процедура отбора? В первую очередь процедура отбора предусматривает ограничение числа объек­тов, необходимых для карты данного назначения и масштаба. Чтобы сделать отбор обоснованным, надо установить ограниче­ния величины либо значимости объектов, сохраняемых на кар­те. Эти ограничительные значения называют цензами.

►Существует два вида цензов: исключающие и избиратель­ные.

Названия указывают на механизм их применения.

●В пер­вом случае не показывают (исключают) все объекты, величина которых меньше ценза.

Примеры использования таких цензов многочисленны: на топографических картах не показывают озе­ра площадью менее 1 кв. мм в масштабе карты, участки леса площадью менее 4 кв. мм, реки и ручьи, длина которых не пре­вышает 1 см в масштабе карты, и пр.

●Во втором случае – т.е. Избирательный ценз мо­жет быть применен в тех случаях, когда объекты существенно различаются по величине, но одинаковы по значению, например при изображении столиц государств на политической карте мира.

●Совместное использование цензов чаще всего встречается на картах крупных территорий, где необходимо учитывать регио­нальные различия в развитии явлений.

Например:

- требование не показывать на карте населенные пункты с числом жителей менее 20 тыс. сопровождается условием отобразить все районные центры; - не изображать озера площадью менее 2 кв. мм, но нанести все озера в зонах полупустынь и пустынь;

- не показывать полевые и лесные дороги в обжитых районах, но отобразить все тропы в малонаселенных и т.д.

▲Говоря о генерализации необходимо ввести еще такое понятия как норма отбора. Это показатель, характеризую­щий среднее значение сохраняемых при генерализации объектов.

Обычно этот показатель определяет нагрузку карты;

рассчитывают его на 1 кв. дм карты.

Существенное влияние на установление нормы отбора оказывают Географические различия. При расчете учитывается также назначение карты, ее тематика,способ использования в учебном процессе.

Настенная карта, предназначенная для демонстрации, должна воссоздавать основные черты явлений или территорий, позволяя воспринимать их с расстояния. При этом не следует бояться так называемых "пустых мест", заполняя их избыточной информа­цией.

Настольные карты предназначены для индивидуальной работы, поэтому могут содержать дополнительные сведения, хотя методически более правильно, если ученик на занятиях в ауди­тории и дома видит одни и те же по содержанию карты.

Ф о р м ы г е н е р а л и з а ц и и

◙ При уменьшении масштаба возникает необходимость произвес­ти отбор объектов и обобщение их качественных и количествен­ных характеристик. Этот процесс имеет мало общего с обычным упрощением, поскольку за счет отбрасывания более мелких объек­тов на первый план выдвигаются наиболее существенные, ти­пичные явления на картах.

Таким образом, при составлении карт генерализация может проявляться в следующих формах:

►количественный отбор

►Обобщение количественной характеристики явления

►Обобщение качественной характеристики явления

►Количественному отбору могут подлежать:

1. Природные и социально-географические явления, распро­страненные на картографируемой территории. Отобранные и отоб­раженные на карте явления и составляют элементы ее содержания. Такой отбор имеет место не только при составлении тематических карт, но и карт общегеографических, на которых одни природные или социально-географические компоненты изображаются, а дру­гие — нет.

2. Собственно объекты, относящиеся к отображаемому эле­менту содержания карты. Например, из озер выбирают те, которые необходимо показать.

При отборе из однородныхобъектов выбирают для нанесения на карту в первую очередь наиболее важные, выделяющиеся своей величиной и значением: из городов — столицы, из путей сообще­ния — магистральные дороги, из рек — судоходные и т. д.

На картах показывают и второстепенные объекты, типичные для картографируемой территории, т. е. представленные на ней в большом числе.

Из массы объектов трудно отдать предпочтение каким-либо определенным. Поэтому нередко при отборе устанавли­вают, исходя из масштаба и назначения карты, минимальные раз­меры (ценз) наносимых объектов. Так, на карте в масштабе 1:1 000 000 показывают озера, занимающие на ней площадь свыше 2 мм².

Существует так называемый нормативный способ решения этой задачи, который заключается в установлении (эмпирическим пу­тем) числа показываемых объектов на единицу площади карты по формулам, отражающим различия в относительной плотности раз­мещения объектов по земной поверхности в разных районах. С другой стороны, условием отбора объектов могут быть также их определенные качественные типовые особенности (только населенные пункты городского типа, только дороги определенного вида и т. п.).

3. Детали картографируемых объектов. В теории картографии эта форма генерализации нередко называется обобщением рисунка объектов.

Например: карты-схемы городов (Москвы, и др.), где тщательно проведен отбор крупных кварталообразующих улиц и главных проездов, магистралей, что дает возможность показать общие черты планировки города (радиально-кольцевой у Москвы)

Сокращение числа деталей в рисунке географических объек­тов проводится на картах при изображении и социально-геогра­фических, и природных явлений. В частности, при изображении рек показывается меньшее число излучин и притоков;

при изображении береговой линия озер и морей вдоль береговой линии сокращается число показываемых мысов и заливов, что ведет к обобщению береговой линии в целом, однако с сохранением глав­ных особенностей их очертаний и выделением характерных призна­ков;

то же происходит и при изображении контуров других объектов, занимающих на карте определенную площадь (напри­мер сельскохозяйственные угодья.

При этом нередко происходит некоторое утрирование (пре­увеличение) отдельных деталей изображения.

Близок по характеру и прием, заключающийся в изображении на карте одного объекта вместо нескольких, близко расположен­ных. Часто этот изображаемый объект показывают в укрупненном виде, так что он занимает на карте суммарную площадь всей группы однородных объектов — островов, озер, болот, сельско­хозяйственных угодий и т- д.

►Обобщение количественной характеристики явления состоит в укрупнении интервалов (ступеней), внутри ко­торых различия в величине количественного показателя у отдельных объектов не отражаются на карте. Это направление генерализации, при котором игнорируются частные различия объектов, отображае­мых общим для них условным знаком, имеет особенно большое зна­чение на картах мелкомасштабных. При этом чем меньше масштаб карты и чем меньше требований предъявляется к ее точности, тем шире границы группы однородных объектов, обозначаемых оди­наковым условным знаком . Характерным примером может служить изображение населен­ных пунктов на мелкомасштабных картах.

►Обобщение качественной характеристики явления состоит:

а) в уменьшении числа типов объектов, относящихся к нему (явлению);

б) в уменьшении количества свойств, определяющих явление.

Примерами уменьшения числа типов объектов может служить: замена особых условных знаков для дорог проселочных, грун­товых и шоссейных единым знаком автодорог вообще;

условных знаков лесов хвойных, лиственных и смешанных — одним общим знаком леса.

Раздвигая границы группы однородных объектов, изобра­жаемых на карте одним условным знаком, картограф заменяет соответствующие им частные понятия собирательными обозначе­ниями, выраженными более широкими понятиями: вместо «хвой­ный лес» просто «лес», вместо «ручьи», «речки», «реки» — реки и т. д., вместо «грунтовые дороги», «шоссе» — автомагистрали и т. д.

Примеробобщения качественной характеристики явления путем сокра­щения отражаемых на карте свойств объектов :

Каждый изолированный участок леса имеет целый ряд опреде­ляющих его особенностей: он занимает территорию определенной формы и размера, имеет согласно геоботанической классификации тот или иной тип, в его древостое преобладают деревья опреде­ленных пород. Лес характеризуется возрастом деревьев, их сос­тоянием, числовыми данными о высоте, толщине стволов, запасе древесины, густоте леса. Лес может иметь различное использова­ние, разную ведомственную принадлежность и т. д. В процессе картографической генерализации определяют, какие из перечислен­ных качеств леса следует учесть и отобразить на карте.

Обычно с уменьшением масштаба карты сокращается и число показываемых особенностей или качеств объектов. Из перечис­ленных качеств леса на топографических картах отображают почти все, кроме характера использования леса и его ведомственной принадлежности. В противоположность этому на обзорных (мелко­масштабных) общегеографических картах отображают лишь немно­гие черты, например только размер и форму занятой лесом тер­ритории.

Правильная, научно обоснованная генерализация карты повы­шает ее качество, делая наиболее пригодной для решения тех задач, какие были предусмотрены при ее создании.

При проведении картографической генерализации обязательно осуществляется:

— учет связей между объектами (нельзя исключить реку, длина которой меньше ценза, если она соединяет два озера);

— учет связей между различными элементами (между насе­ленными пунктами и путями сообщения), между элементами дан­ной карты и других карт (рельеф, почвы, растительность).

Существует генерализация дистанционная, или так назы­ваемая оптическая, происходящая при фотографировании земной поверхности из космоса. Она как бы отфильтровывает детали, характеризующие элементы и взаимосвязи геосистем низшего ранга. В то же время макросистемы воспроизводятся в целостном виде, позволяющем воспринимать их основные черты и свойства.