ДеМерс Майкл Н. Географические информационные системы. Основы

Подождите немного. Документ загружается.

внешний вид карт, но расположение объектов на них соответствует не

реальному положению в пространстве, а значению некоторого показателя.

Ведь расстояния, направления и другие пространственные отношения

являются относительными, а не абсолютными. Картограммы можно

встретить повсюду, что говорит об их полезности.

Например, в автобусах и поездах можно встретить схемы маршрутов. На

них остановочные пункты располагаются на прямой линии, а не в

двухмерном пространстве, причем расстояние между ними также обычно

не соответствует реальному. Эти условности упрощают карту до уровня

схемы, оставляя только наиболее важные пространственные характеристики

- состав и последовательность остановок и возможности пересадок (Рисунок

14.10)

В дорожных атласах можно встретить линейные маршрутные

картограммы

(routed

line

cartograms),

на которых показаны еще и расстояния

между населенными пунктами и примерное время в пути.

Картограммы изменяют географическое пространство, преобразуя его в

легко понимаемые модели реальности. Другая форма картограммы, линейная

картограмма центральной точки

(central

point

linear

cartogram),

может

использовать как эвклидово, так и функциональное расстояние (Рисунок

14.11)

[Bunge,

1962].

Среди наиболее используемых видов картограмм

находятся площадные картограммы

(area

cartograms),

которые варьируют

размер каждой нанесенной на карту области в зависимости от некоторого

параметра этой области. В классическом примере использования данного

метода [de

Blij

and Muller, 1994] размер каждой страны пропорционален

численности ее населения, а не ее площади. Площадные картограммы могут

быть как непрерывными, когда все области соприкасаются, так и с

разрывами, когда соприкосновения нет (Рисунок

14.12)

[Campbell,

1991].

Интерпретация картограмм может потребовать некоторого времени на

выработку навыка у пользователя, не знакомого с этой формой. Но когда он

сможет легко в них разбираться, результаты обычно стоят этого. В то же

время, многие пользователи хотят получать и традиционные

картографические формы, чтобы сравнивать с ними этот радикально

отличающий способ графического представления.

Вполне вероятно, что вам не будут часто встречаться картограммы в

качестве вывода из ГИС на конференциях и выставках. Отчасти это потому,

что большинство членов ГИС-сообщества либо не знакомы с этими

формами, либо еще не привыкли к их использованию. Другой причиной

может быть малое количество систем, позволяющих легко строить

картограммы в компьютерной среде. Как бы то ни было, использование

картограмм в качестве альтернативы традиционному картографическому

выводу будет расти по мере роста осведомленности о них разработчиков и

пользователей ГИС.

Рисунок

14.10.

Линейная картограмма. Линейная картограмма городского

транспорта Чикаго.

(а)

(b)

Рисунок

14.11.

Картограмма центральной точки, а) Обычное представление

времени движения от центра Сиэтла с интервалом в 5 минут. Ь) Картограмма,

показывающая функциональное расстояние с интервалом в 5 минут.

НЕКАРТОГРАФИЧЕСКИЙ ВЫВОД

Несмотря на преобладание карт среди выходных документов ГИС,

некоторые данные лучше представляются в иных формах, когда карта не

создается вовсе, или как дополнение к карте (когда, например, карта не

может быть непосредственно воспринята целевой аудиторией).

Интерактивный

вывод

Возможно, классическим примером замены картографического вывода

альтернативной формой является использование ГИС в службе спасения.

Если вызов требует тушения пожара, то ГИС позволяет одновременно с

принятием вызова оператором определить ближайшую к указанному адресу

пожарную часть и направить в нее электронный сигнал тревоги. То есть, в

данном случае выводом ГИС будет не карта, а электронный сигнал. Кроме

того,

та же ГИС может определить кратчайший маршрут для пожарной

машины и нанести его на карту, а саму карту дополнить маршрутным листом,

в котором перечислены улицы, перекрестки и иные отметки, позволяющие

пройти маршрут без помощи карты. Хотя эксплуатируемые сегодня системы

не так интеллектуальны, технические возможности вполне позволяют

реализовать описанный сценарий, в котором альтернативный вывод может

как дополнять карту, так и заменять ее.

Рисунок

14.12.

Сплошные картограммы

картограммы с разрывами.

Таблицы

графики

Существуют многие альтернативные виды вывода из ГИС

[Garson

and

Biggs,

1992],

но более других распространены таблицы и графики, которые,

помимо прочего, не требуют для вывода дорогостоящего оборудования.

Таблицы и графики могут существенно улучшить понимание

картографических результатов. Представьте себе, что вы анализируете

изменение распределения типов землепользования в процессе вытеснения

жилой застройкой естественной среды и сельскохозяйственных угодий.

Серия карт показывает области наиболее существенных изменений. Вы

можете прямо в легенды карт вставить таблицы процентов по типам

землепользования на каждый момент времени. Кроме того, под каждой

картой можно поместить столбчатую диаграмму распределения классов

землепользования, а также изменения с предыдущего момента. Можно также

создать матрицу, показывающую изменения "от" и "до" для всех моментов

времени. Такая таблица поможет понять, какие типы землепользования в

основном поглотили естественную среду, какие - сельхозугодия.

Как и в случае с картами, в дизайне некартографического вывода также

есть свои принципы. Таблицы в ГИС чаще всего встречаются в легендах карт

для связывания атрибутивных данных с графическими объектами карты и

как распечатки значений атрибутов объектов. К ним может также

прилагаться содержимое словаря данных для детального описания данных

и дополнения легенды карты.

Вопросы дизайна текстового вывода включают общие идеи назначения,

читабельности и целевой аудитории, знакомые вам из раздела о

картографическом дизайне. В вопросе назначения следует подумать о том,

насколько эффективно текст и таблицы могут дополнить или полностью

заменить картографический вывод.

Текст и таблицы понятны практически всем, и вопросы читабельности

достаточно общеизвестны, вспомним основные. Используемый шрифт

должен быть простым, без украшательств. Цвет и яркость символов и фона

должны образовывать хороший контраст. Таблицы и текст желательно

отделять от карты рамкой. Не следует злоупотреблять сокращениями, - чем

меньше таблица требует объяснений, тем она удобнее. Для групп близких

по смыслу строк или столбцов можно использовать дополнительное

выделение, например, цветом. В общем, как и с картами, здесь следует

полагаться на здравый смысл и чувство визуального баланса.

Рассматривая создаваемые таблицы с точки зрения целевой аудитории,

следует использовать терминологию, понятную клиенту. Информация,

которая содержится в таблицах, не должна быть избыточной, - избыток не

только не интересен, но и может породить путаницу. Поэтому перед

созданием табличного вывода следует выяснить, что именно нужно

пользователю, и как это лучше представить. Вряд ли будет полезен монстр с

полусотней столбцов и не меньшим числом строк. Наверняка его можно

было бы заменить серией графиков и диаграмм, которые в изобилии имеются

в программах электронных таблиц и деловой графики*.

•Например, ГИС-продукты компании

ESRI

поддерживают связи с такими программами

и статистическими системами. Во многих случаях можно также использовать стандартные

механизмы передачи данных между приложениями, подобные DDE и

Clipboard

Windows.

—

прим. перев.

Обычно графики строятся в декартовых координатах; реже встречается

другой тип координат - полярные, в которых координатами являются угол

и длина вектора, проведенного из начальной точки. На простых графиках

данные изображаются точками, которые часто соединяются прямыми

отрезками или плавной кривой. Довольно часто используется другой вид

графиков - гистограммы, в которых вместо точек используются столбцы,

расположенные вертикально или горизонтально; они лучше подходят для

изображения небольшого количества дискретных данных.

Следует отметить еще один интересный тип графиков

—

аддитивный. В

нем одновременно показываются значения нескольких параметров, причем

столбцы строятся не на общей оси и не на отдельных осях, а прямо друг на

друге, что отражает аддитивный характер этих показателей. Например,

такими параметрами могут быть процентные содержания песка, ила и глины

в почве, которые в сумме составляют сто процентов.

Построение графиков благодаря компьютеру стало почти что

тривиальной задачей. Сами программы их построения предлагают много

дополнительных возможностей: использование цветов, объемных букв,

линий и фигур, занимательных символов и т.д. На самом деле, такие

украшательства в большинстве случаев не нужны, они только ухудшают

читабельность вывода и напрягают зрение.

Все решения о графическом представлении должны следовать основному

критерию - простота и разборчивость. Значимые линии должны выделяться

на общем фоне. Координатная сетка не должна быть слишком частой и

заслонять собой сам график. Координатные оси должны доходить до

максимальных значений изображаемых величин, желательно также наносить

на оси максимальные и минимальные значения координат. При совмещении

нескольких графиков следует позаботиться о том, чтобы масштаб для

каждого показателя не вводил зрителя в заблуждение, что малые величины

больше, чем они есть в реальности, и наоборот.

В настоящее время имеется большой объем литературы по деловой

графике и графическому представлению, к которой и следует обращаться

для детального изучения этого вопроса

[Cleveland

and

McGill,

1988;

Holmes,

1984;

Meilach,

1990;

Robertson,

1988;

Sutton,

1988;

Tufte,

1983;

Zelazny,

1985].

Наконец, следует упомянуть новую возможность некартографического

вывода, становящуюся все более популярной - фотоснимки. Недаром

говорят, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Эти изображения

могут быть получены сканированием обычных фотографий, съемкой

цифровыми фотоаппаратами, оцифровкой отдельных кадров видеосъемки.

Они позволяют показывать здания, характер местности, образцы растений

и животных. Такие изображения, хранимые в атрибутивной БД, помогают

существенно улучшить понимание того, что представлено на карте. Как и в

прочих случаях, не стоит злоупотреблять этой возможностью, так как для

хранения снимков требуется нередко значительное дисковое пространство,

а сами изображения по своей природе способны отвлекать внимание зрителя

от карты, к которой они являются всего лишь иллюстрациями. То есть,

использовать их нужно лишь тогда, когда они действительно добавляют

нечто уместное и важное к основному выводу.

Вопросы

Почему важно знакомство с картографическим дизайном в ГИС?

Почему это даже более важно для ГИС, чем для традиционной картографии?

2. Какова главная забота при создании карты в результате анализа в ГИС?

Чем это дело отличается от карты как формы искусства?

3. Приведите отличный от приведенного в книге конкретный пример

того,

как могут конфликтовать интеллектуальные и эстетические

соображения. Укажите, как можно было бы решить эту задачу.

4. Почему, несмотря на доступность компьютера и графических

программ, процесс дизайна карты следует начинать с карандаша и бумаги?

5. Продемонстрируйте на конкретных примерах три основных принципа

дизайна.

6. Покажите на примерах, какие ограничения дизайна возможны в

картографическом выводе ГИС.

7. Приведите пример того, как слишком большой объем данных может

создать проблемы в дизайне карты. Приведите примеры проблем при

недостатке данных.

8. Какие параметры дизайна влияют на создание качественного

трехмерного картографического вывода?

9. Приведите как можно больше примеров полезного применения

анимации картографического вывода.

10. Что такое картограммы? Почему сегодня они не являются

общеупотребительными в среде ГИС? Когда они могут оказаться полезными

в качестве вывода результатов анализа в ГИС? Приведите примеры.

11.

Перечислите некоторые типы некартографического вывода.

Подумайте о том, когда вы могли бы принять решение о замене или

дополнении имеющейся карты.

12. Каковы основные вопросы дизайна для создания и использования

графиков в качестве вывода ГИС?

Глава

Проектирование ГИС

Наше путешествие в мир геоинформатики подходит к концу. Мы прошли

путь от представления географических объектов в цифровой форме до

организации их в сложные модели, от ответов на простейшие вопросы до

комплексного анализа множественных покрытий. Наш географический

фильтр расширился, - теперь мы имеем гораздо больше возможностей для

концептуализации, регистрации и анализа нашего окружения и

представления результатов этого анализа. И теперь мы не только можем сами

использовать полученные знания, но и показывать другим полезность

компьютеризованной географии в широком спектре исследований. Эти

знания пригодятся нам в новых путешествиях, в серьезных приложениях

реального мира, и в данной главе мы рассмотрим, как следует планировать

каждый проект, чтобы он был успешным.

Главная тема главы - проектирование: выбор инструментария,

определение объектов и их отношений, выбор области исследования, оценка

данных, - все, что нужно для построения работоспособной ГИС. Важность

хорошего проектирования очевидна: большинство проблем с

неработоспособными или плохо работающими ГИС проистекают из

некачественной разработки. Система не даст ожидаемых результатов при

плохо организованных данных, некорректных моделях данных или

ограничениях функциональности программного обеспечения; иногда

менеджеры системы недооценивают временные затраты, необходимые для

создания БД.

С другой стороны, качественно спроектированная система может

использоваться не на полную мощность, либо из-за ее сложности, либо

просто из-за незнания персоналом всего потенциала системы.

Первоначально полезные системы могут потерять свою актуальность из-за

старения программного и аппаратного обеспечения, данных или методики

работы, которые снижают гибкость системы в изменяющихся условиях.

Наконец, возможны случаи провала из-за изменения организационной

структуры в связи с внедрением новой технологии в среду, основанную на

ручной работе. Многое из того, что мы можем сказать о хороших системах,

узнается на опыте неудачных систем, - подобно тому, как успех в бизнесе

зависит от способности учиться на чужих ошибках.