ДеМерс Майкл Н. Географические информационные системы. Основы

Подождите немного. Документ загружается.

выполнения каждой аналитической операции на приемлемость результатов.

Этот подход, как и предыдущий, требует немало времени, поэтому его можно

рекомендовать в основном тогда, когда ваши данные очень чувствительны

к используемым алгоритмам. На счет составления такой испытательной БД

практически нет общих указаний, вам следует полагаться на ваше

собственное знание данных и того, как программа должна их обрабатывать.

Несомненно, это еще одна причина для приобретения концептуальных

знаний функционирования ГИС.

Другая ситуация: вы убеждены в правильной работе всех нужных функций

ГИС,

но не имеете полной уверенности в том, что все шаги выполняются в

правильной последовательности. Чтобы проверить это, вы можете

использовать подход обращения процесса, похожий на проверку деления

умножением (когда вы умножаете частное на делитель, чтобы получить

делимое). В случае картографического моделирования вы можете взять

простую БД, и, следуя по блок-схеме от результата к исходным данным,

должны получить те покрытия, с которых начинали [Tomlin,

1990].

Любой

шаг, который производит отличающиеся покрытия, становится очевидным.

Здесь может пригодиться сохранение промежуточных покрытий, пока

результаты модели не получат подтверждения; их можно также использовать,

чтобы не запускать модель каждый раз с самого начала.

Намного сложнее вторая часть вопроса: взаимодействуют ли сами

факторы таким образом, чтобы адекватно моделировать происходящее в

реальности. Здесь нет простого рецепта, можно только сослаться на опыт и

интуицию разработчиков. Во многих случаях они знакомятся с

моделируемой средой и представляющими ее данными настолько, что любые

несоответствия между данными и моделью становятся им сразу же видны.

То же можно сказать и о правильном выборе факторов. Если модель

противоречит интуиции, то есть немалая вероятность того, что "здесь что-

то не так".

Если отрицается возможность плохих данных или некорректных функций

ГИС,

то остается только некорректность самой модели. Между прочим,

некорректные или неестественные результаты должны, как и в

статистическом анализе, приводить к дальнейшему исследованию реального

функционирования моделируемой среды. В таком случае ГИС оказывается

полезным инструментом для развития науки, а также внедрения в практику

ее достижений.

Третья сторона верификации модели связана с полезностью модели в

качестве инструмента принятия решений. Здесь важно представление

выходной информации, о чем пойдет речь в Бтаве 15, но несколько слов

нужно сказать об этом и в контексте верификации, а именно о том, что

неадекватная картографическая форма может легко повести пользователя в

ложном направлении. Это может случиться, например, когда модель

использует цвета, которые обычно подразумевают повышенную значимость

или опасность (например, красный) для обозначения малозначительных

объектов. Даже если не было намерения присвоить значительный вес

неправильно понятому фактору, результатом может стать анализ,

приводящий к принятию неправильного решения. Возможен и такой случай:

в результате классификации вы выделяете небольшую область повышенной

опасности со стороны радиоактивных отходов, игнорируя при этом

множество других областей, которые не намного менее опасны, чем эта.

Важным вопросом является соответствие представления информации

задачам клиента. Возможны различные формы вывода, не только карта. В

некоторых случаях таблица может оказаться более полезной. Например, если

клиентом является владелец газеты, пытающийся увеличить тираж, то

полученный в результате список местных жителей, не являющихся

подписчиками, будет более полезным для прямого маркетинга, нежели карта

распределения тиража. Другим случаем большей полезности таблицы может

быть распределение больных определенным заболеванием по

территориальным единицам страны или региона. Некоторым пользователям

полезнее будет список территориальных единиц, отсортированный в

порядке убывания числа или процента таких больных, нежели карта

хороплет. Причиной может быть незнакомство с картографическими

методами одних пользователей или желание других иметь численные данные,

на основе которых такая карта могла бы быть построена, чтобы обнаружить

критические значения.

Возможны и другие формы вывода. Например, при использовании ГИС

в службах экстренного реагирования, помимо создания карты с кратчайшим

маршрутом к месту происшествия, система может посылать электронный

сигнал непосредственно в то отделение службы, которое должно принять

вызов. Хотя сегодня это может быть для ГИС несколько экзотической

формой вывода, по мере развития техники и спектра клиентов ГИС, она

может стать вполне обычной.

Последний рассматриваемый вопрос верификации модели -

приемлемость результатов для пользователя. Возможно, клиенту нужен

вполне определенный результат, соответствующий его пониманию,

предубеждению или политической ориентации. Если клиент дает данные

для включения в модель, то ответственность за их качество и качество

принятия решений на их основе ложится на клиента. Следует понимать, что

ваша работа может использоваться для оправдания принятых решений

"задним числом". Поэтому, если вы обнаруживаете негативную оценку

клиентом корректных результатов, вы можете попытаться объяснить ему, в

чем его взгляд не соответствует действительности, возможно, используя для

этого блок-схему и объяснение работы модели. Согласие заказчика будет

положительным результатом этой части верификации модели. Если же он

настаивает на получении заданных им результатов, то это уже вопрос

профессиональной этики: будете вы "играть заказанную им музыку" или

будете более щепетильны в выборе клиентов.

Вопросы

Имея столько команд и опций в ГИС, как можно построить модель?

2. Что мы имеем в виду, говоря, что процесс картографического

моделирования является циклическим? Создайте сценарий в вашей области

интересов, иллюстрирующий это утверждение.

3. Какое преимущество имеет дедуктивное картографическое

моделирование перед индуктивным? 1де индуктивное моделирование могло

бы больше всего пригодиться?

4. В чем разница между явными и скрытыми переменными? Между

неявно и явно пространственными переменными? Что такое

пространственные представители и как они используются в

картографическом моделировании?

5. Какова цель составления блок-схем картографических моделей?

Какие преимущества они дают?

6. Что вы будете делать, если ограничения вашей модели не позволяют

получить приемлемое решение? Каковы два возможных пути решения этой

проблемы?

7. Что вы будете

делать,

если ограничения вашей модели слишком слабы,

приводя к результатам, слишком неопределенным, чтобы помочь вам в

принятии решения?

8. Почему веса факторов так важны при создании картографических

моделей? Почему некоторые факторы являются абсолютными, а не просто

с более высоким по сравнению с другими весом? Приведите примеры.

9. Каковы три основные вопроса верификации картографической

модели? Предложите способы решения каждого из них.

10. Приведите примеры, когда картографический вывод может быть не

так полезен, как другие формы вывода результатов пространственного

анализа.

11.

Почему важно прогонять модель на прототипе БД перед реализацией

полной БД?

12.0 чем мы должны помнить при начале реализации модели? Почему

при этом не стоит полагаться лишь на экспериментирование или интуицию?

Глава

Вывод

результатов

анализа

Вывод результатов

конечный продукт любого анализа.

если

он не

понятен пользователю,

то мы не

справились

нашей задачей.

конце

концов, целью является

не

просто анализ

сам по

себе,

а и

представление

результатов. Здесь мы рассмотрим как технику вывода ГИС, так и некоторые

требования дизайна

для

создания качественного, понятного выходного

продукта.

Обе

стороны важны,

так как

техника физически ограничивает

наши возможности создания изображений,

пользователи имеют

физические

психологические ограничения

особенности восприятия,

влияющие

на

интерпретацию результатов.

Вопросам дизайна вывода

ГИС

уделено относительно мало места

литературе, хотя

области традиционной картографии

—

предостаточно.

Здесь вам может также помочь литература по графическому дизайну, которой

тоже немало. Ценность этих знаний обусловлена

еще и тем, что

качественный вывод делает пользователей довольными,

довольный

пользователь

это

клиент, который

к вам

еще вернется.

Техническая сторона играет большую роль,

при

этом техника постоянно

меняется.

ценность качественного вывода всегда остается

силе,

хотя

знание технических особенностей оборудования может быть полезным,

гораздо важнее соотношение техники

качества вывода.

Есть много возможностей увидеть примеры хорошего

плохого вывода

ГИС:

выставки, конференции, Интернет, рекламно-информационные

материалы поставщиков систем, презентации и

т.д.

Наблюдая их, вам следует

не только восхищаться возможностями систем,

но и

посмотреть на их вывод

критически, попытаться выразить словами

его

достоинства

недостатки.

Это поможет

не

только понять, что следует делать,

что

—

нет,

но и

освоить

лексикон данной дисциплины

более четко формулировать требования

представлению результатов аналитических процедур.

ВЫВОД: ОТОБРАЖЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ АНАЛИЗА

Вывод результатов анализа может быть постоянным

(permanent) и

временным

(ephemeral), в

зависимости

от

типа выходного устройства.

первой категории

мы

относим вывод

на

бумагу, пленку

или

магнитные

носители

все они могут хранить результат долгое время. Вторая категория

- вывод, обычно

на

экран монитора

или

проекционный экран,

целью

демонстрации результатов анализа или предварительного просмотра файлов

при решении

об

использовании их

анализе или

постоянном выводе.

Вывод может быть также разделен

на

человеко-

машинно-

ориентированный

[Burrough,

1986].

Машинно-ориентированные вывод

чаще всего используется

для

сохранения материала

на

компьютерных

носителях информации;

он

возвращает

нас от

подсистемы вывода

ГИС к

подсистеме хранения и редактирования. Человеко-ориентированный вывод

предназначен для восприятия людьми. Машинно-ориентированные формы

требуют решений

структуре данных, носителе информации

совместимости

другими программами

компьютерными системами,

принять которые проще, чем решения

человеко-ориентированном выводе,

поскольку люди больше различаются

по

опыту

уровню понимания

графических средств коммуникации.

По

этой причине

мы

уделим больше

внимания именно человеко-ориентированному выводу.

Поскольку сейчас

выводе

ГИС

преобладает картографическое

представление,

это состояние, по-видимому, сохранится

на

несколько лет

или даже десятилетий вперед, большая часть главы будет посвящена именно

этой форме.

Но мы

рассмотрим

другие формы

основания

для их

использования вместе

картографическим выводом

или

вместо него.

КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ

ВЫВОД

Карты всё еще остаются наиболее компактным способом представления

географической информации.

ГИС позволяют создавать самые разнообразные карты, однако сегодня

большинство ГИС-аналитиков имеют очень ограниченный опыт

картографическом производстве и дизайне. По этой причине,

потому, что

количество пользователей карт постоянно растет, требования эффективного

представления становятся все более насущными.

Целью изготовления карты является создание

пользователя

представления

том,

как

выглядит соответствующее реальное окружение

[Robinson

al.,

1995].

Эта цель в значительной степени является функцией

назначения карты

связана

предполагаемой аудиторией.

Общегеографические карты

(general reference maps)

стремятся отобразить

одновременно широкий спектр различных географических феноменов.

Но

поскольку большинство карт

на

выходе

ГИС

относятся

тематическим

картам

(thematic maps),

выделяющим структурные отношения

рамках

выбранной темы,

мы

сконцентрируем наше внимание именно

на них. В

случае ГИС слово "тема" можно заменить

на

"решение", так как такие карты

чаще всего являются результатом решения определенной задачи или ключом

к завершению процесса принятия решения.

Помимо размещения на тематической карте исследуемых объектов, на

ней должна также присутствовать некоторая система координат, чтобы была

возможность определения положений этих объектов в географическом

пространстве

[Robinson

et al.,

1995].

В некоторых случаях, например, при

отображении данных, полученных со спутников, координатная система

становится особенно важной, поскольку пользователь может быть не знаком

с представлением наземных объектов в псевдоцветах и не сможет прочитать

карту без координатной сетки или очертаний знакомых объектов. Кроме

того,

координатная сетка позволяет оценивать пространственную

протяженность и площадь объектов.

Первое правило при составлении тематической карты гласит, что она

должна быть читаема, анализируема и интерпретируема

[Muehrcke

and

Muehrcke,

1992].

А проще: "устраните все ненужные объекты". Каждый

помещаемый на карту объект должен что-то говорить на тему этой карты.

Не должно быть ничего лишнего и всяких украшений вроде тех, что

помещают на карты спрятанных пиратских сокровищ.

Даже после того, как вы устраните лишние объекты, нужно будет принять

множество решений о выборе, обработке и генерализации выходных данных,

а затем

—

об использовании соответствующих символов для отображения

этих данных таким образом, чтобы пользователь легко мог их понять

[Robinson

et al.,

1995].

Этот процесс состоит из своего рода смеси науки и

искусства, и, чтобы достичь наилучшего результата, следует выполнить

несколько предварительных набросков перед началом реальной компиляции

карты.

Дизайн карты может быть очень сложным, особенно при широких

возможностях современных компьютерных программ. Однако логические

(интеллектуальные) и графические (визуальные) цели картографического

дизайна часто конфликтуют. Разрешение этих проблем почти всегда

происходит путем компромисса

[Robinson

et al.,

1995].

Например, если вы

располагаете символы домов на карте, то и логика, и эстетика диктуют

согласованный подход, скажем, расположение символов в точных

координатах домов. Но если там же имеется линейный символ,

представляющий дорогу, проходящую очень близко от этих домов, то либо

символ дроги, либо символы домов должны быть смещены. При некоторых

обстоятельствах вам может потребоваться смещение как символов домов,

так и символа дороги в сторону от их точных положений (Рисунок

14.1).

Выбор, сделанный на Рисунке 14.1, отражает важнейшее положение о

том, что графические объекты не абсолютно точно указывают реальное

положение физических объектов, которые они представляют. Картографам

приходилось решать огромное множество подобных проблем, поэтому они

создали подробный набор соглашений

(conventions) и

традиций, которые

являются результатом проб

ошибок,

главное, — проверки среди

пользователей карт.

Эти

результаты содержат самые эффективные методы

достижения компромисса, они должны быть для вас руководством для ваших

собственных картографических решений. Отклонений

от

установленных

норм почти всегда приводит

созданию карты, менее эффективной

сообщении результатов вашего анализа, чем

она

могла бы быть.

Река

Рисунок 14Л. Компромисс размещения символов. Участок карты, иллюстрирующий

компромисс, необходимый для размещения символа реки вблизи символов домов.

Некоторые объекты должны быть физически смещены, чтобы дать место другим.

Процесс

дизайна

Первый

шаг

состоит

выборе типа карты, которую

вы

собираетесь

создать, размещаемых

на ней

объектов

общего

ее

вида.

Эта

стадия

интуитивна, результат

ее -

общий план вашей карты. Может быть полезен

набросок, сделанный от руки, прежде чем вы сядете

за

компьютер (Рисунок

14.2).

вы

выбираете символы

для

отображения объектов, интервалы

классов, цвета, типы линий и другие графические элементы. Это тоже можно

сделать

на

эскизе.

При

этом обычно отмечаются размеры объектов

расстояния между ними, которые потом могут быть введены

программу

(Рисунок 14.2Ь).

Заключительная стадия процесса дизайна состоит

точной настройке

того,

что

было сделано

на

предыдущей стадии. Здесь

общий план карты

могут вноситься только небольшие изменения. Главное — создание

прототипа

на

экране монитора перед выводом

на

печать,

так как

принтеры

и плоттеры намного медленнее экрана монитора.

При

этом следует

учитывать возможные различия изображений

на

экране монитора

и на

бумаге, обусловленные использованием специальных языков управления

периферийными устройствами. При выводе текста нередко получается так,

что шрифты в компьютере и в принтере немного различаются, что приводит

к наложению или сдвигу надписей, чего не наблюдалось на экране, или

замене некоторых символов (особенно символов национального алфавита

и специальных), коды которых различаются в компьютере и принтере

(Рисунок

14.3)*.

Другая часто встречающаяся проблема - несоответствие

цветов: заметно различающиеся на экране компьютера цвета могут оказаться

практически одинаковыми на бумаге. Здесь можно порекомендовать вывести

уменьшенную копию карты или ее часть, чтобы оценить соответствие и, если

нужно, внести коррективы перед печатью всей карты**.

1ЯО0

Рисунок 14.2. Предварительная компоновка карты. Составленные от руки (а) и на

компьютере (Ь) наброски, показывающие основные объекты, их размещение и

общую композицию карты. На компьютерном варианте указаны размеры

объектов, что полезно для завершения компоновки.

Роль

символов

дизайне

При создании карты вы должны варьировать вид графических

примитивов, представляющих точечные, линейные и площадные объекты,

чтобы эти объекты были различимы.

Основные параметры, которые могут изменяться, это форма, размер,

ориентация и цвет

[Robinson

et al.,

1995].

Кроме этого, для заполнения

* Эта проблема радикально решается установкой в драйвере периферийного устройства

(например, принтера) флажка требования выводить всё, включая текст, в виде графики. При

этом возможно некоторое замедление вывода, зато соответствие всегда будет полным.

**Более надежный путь - калибровка оборудования с использованием специальных

калибровочных программ (обычно используемых в издательском деле) для достижения

максимального соответствия изображений на экране и бумаге. После калибровки учет всех

различий и их корректировка производятся программой автоматически

процессе вывода.

—

прим. перев.