Как сделать картометрический анализ объекта

Обновлено: 03.07.2024

Возможность совместного анализа картографической и тематической информации является главным признаком, отличающим геоинформационные системы от баз данных, электронных карт, систем автоматического проектирования, экспертных систем. Целями пространственного анализа в ГИС являются:

- изучение закономерностей в структуре или особенностей распределения объектов и их характеристик в пространстве

- изучение наличия и видов взаимосвязей в пространственном распределении нескольких классов объектов или отдельных характеристик

- изучение тенденций развития процессов и явлений в пространстве и во времени

- выбор решения с учетом пространственных характеристик.

Возможности пространственного анализа ограничиваются выбранным программным обеспечением и моделями данных 1 (растровыми или векторными).

Применение пространственного анализа при управлении лесами средствами ГИС имеет существенные перспективы и может принести значительный эффект (как экономический, так и лесоводственный). Большинство задач практического управления лесами связано с оценкой размещения участков лесного фонда по территории и относительно друг друга. Примеры пространственных запросов, постоянно решаемых в лесном хозяйстве:

- поиск выделов с определенными таксационными характеристиками на картах,

- оценка размещения выделов, относительно границ лесного фонда, дорог, ориентиров (открытых пространств - вырубок, гарей, болот; покрытых лесом земель, резко отличающихся по таксационным характеристикам; линейных объектов - линий электропередач, квартально-визирной сети и пр.) для поиска участков в натуре, выбора оптимальных подходов при выполнении хозяйственных мероприятий,

- группировка участков для планирования хозяйственной деятельности с учетом видов рубок, типов лесорастительных условий, сезона, лесозаготовительной техники,

- выбор оптимальных путей и расположение персонала и техники при патрулировании лесов (охрана от пожаров, нелегальных рубок),

- планирование лесозаготовок и транспорта леса,

- размещение предприятий по хранению и обработке древесины,

- внесение изменений в геоинформационные базы данных.

На данный момент специалисты отмечают недостаточный уровень использования операций пространственного анализа при управлении лесами. Типовые задачи пространственного анализа, реализуемые в ГИС – задачи пространственного размещения объекта, оптимального распределения ресурсов, выбора оптимальных маршрутов, районирование территории по комплексу признаков соответствует задачам управления лесами, но на сегодняшний момент не имеют технологических решений на практике.

3.4.2 Пространственные запросы

Обращение к пространственным данным в ГИС может осуществляться средствами запросов, аналогично запросам к атрибутивным данным. Основанием для поиска объектов служат особенности их взаимного расположения в пространстве, а не только атрибутивные характеристики. Также важен тип пространственных объектов и моделей данных (векторные объекты - полигоны, линии, точки, растровые объекты).

Для полевой модели данных возможны операции, связаны с функциями поля (локальные, фокальные, зональные операции), для объектных – с базисными пространствами (множественно-ориентированное, топологическое, пространство направлений, метрическое 1 ).

таблица 8. Операции с полевыми моделями данных в ГИС 2

значение ячейки в новом растре зависит исключительно от значения той же ячейки в исходном растре

(пороговая обработка)=Реклассификация (ДЗГИС), как с одним классом объектов, так и весовыми коэффициентами по какому-либо критерию

значение ячейки в новом растре зависит от значения той же ячейки в исходном растре и от окружающих. Окрестности – ладья, слон, ферзь.=Фильтрация (анализ окрестности)

Фильтрация Часто используется при обработке ДДЗ для подавления шума, показа экспозиции рельефа, графики профиля или сечения рельефа

значения ячейки в новом растре является функцией исходной ячейки, а также значенией других ячеек, заданной другим растром.

значения ячейки в новом растре является функцией всех ячеек исходного растра

Ошибочно предполагать, что основная задача ГИС заключается только в хранении информации. Практическая ценность ГИС заключается в возможности оперирования имеющимися массивами данных, а это невозможно без осуществления процедуры анализа. Практически все современные системы содержат инструменты для работы с пространственно-атрибутивной информацией.

Так, например, используя аналитические функции ГИС, можно получить ответы на такие распространенные вопросы, как:

• Где расположен объект А?
• Каково расположение объекта И по отношению к объекту В?
• Какое количество объектов А располагается в пределах расстояния О от объекта В?
• Какое значение имеет функция Z в точке X?
• Каковы размеры объекта В?
• Что получится в результате пересечения объектов А и В?
• Какой маршрут от объекта X до объекта У будет оптимальным?
• Какие объекты расположены внутри объектов Х_х, Х₂, . Х_п°!
• Сильно ли изменится пространственное распределение объектов после изменения существующей классификации?
• Что произойдет с объектом А, если изменить объект В и его местоположение относительно А'?

Аналитические функции ГИС берут свои истоки из методов анализа традиционных карт. Так, традиционными и общепринятыми являются картометрические функции и математическая обработка. Оперативность получаемых решений определяет преимущества ГИС по сравнению с другими инструментами. Достаточно распространенной задачей является проверка предположений и выбор наиболее оптимальных решений, например, при проведении оценки воздействия производства на окружающую среду и выборе его места размещения. Также становится возможным построение множества картографических интерпретаций.

Поскольку чаще всего изображение в ГИС представлено совокупностью слоев, возможно оперативное преобразование картографического произведения. Из наиболее распространенных преобразований следует отметить следующие:

• удаление/добавление тематического слоя (рис. 41);
• удаление/добавление элементов слоя;
• изменение тематического содержания приемами генерализации (утрирование, обобщение, упрощение, сглаживание), изменение цветового решения карты;
• замена картографического способа изображения тематического содержания (например, точечный способ на ареалы);
• разбиение / слияние слоев (например, создание полигона с полостью, задаваемой другим полигоном) (рис. 42);
• удаление областей перекрытия;
• построение анаморфированных (картоподобных изображений);
• переход к динамическому картографическому изображению (бликование или цветовая инверсия элементов специального содержания, интерактивная мультипликация).

Рис. 41. Карта города со слоем дорог и без него

42. Действие инструмента Erase

• произвольное ограничение территории выборки (рис. 43);
• определение границ выборки аналитическим путем (площадные геометрические примитивы, географические зоны);
• использование библиотеки контуров территориальной выборки (ареалы обслуживания, административные районы и проч.).

При проведении пространственного анализа чаще всего используются те представления, которые характерны для объекта, существующего в реальном мире. Среди возможностей пространственного анализа выделяются:

Рис. 43. Выборка по произвольной геометрической фигуре

• сетевой анализ;
• поиск объектов;
• анализ видимости-невидимости;
• картометрические функции;
• интерполяция;
• районирование;
• агрегирование;
• создание моделей поверхностей;
• буферизация;
• переклассификация.

Так, например, пространственное расположение объектов исследуется при помощи операций анализа размещения, связей и других геопространственных взаимоотношений объектов и их атрибутов. К таким операциям можно отнести буферизацию, анализ близости, оверлейный и сетевой анализ, районирование и др. Комбинируя перечисленные операции, можно решать достаточно сложные пространственные задачи. Рассмотрим более подробно наиболее значимые операции.

Картометрические функции — это операции, позволяющие измерять расстояния, площади, периметры, углы наклона, объемы, заключенные между поверхностями. Обычно эти операции являются обязательными ГИС-функциями.

Картометрические измерения тесно связаны с морфометрическими (morphometry) измерениями, суть которых заключается в вычислении морфометрических показателей (morphometric indexes, morphometric parametrs), т. e. показателей формы и структуры явлений (извилистости, расчленения, плотности и др.) на основе картометрических определений. Измерения и исчисления по тематическим картам иногда выделяют в особый раздел — тематическую картометрию и морфометрию (thematic cartometry and morphometry).

Процесс вычисления картометрических и морфометрических функций состоит в определении координат, направлений, дистанций, периметров, размеров, площадей, форм объектов, а также параметров дистанционной съемки, полученных по стереопаре (стереологиче-ские параметры). При проведении картометрических измерений следует помнить, что процесс вычисления координат объектов различается для разных графических примитивов. Вычисление стереологиче-ских параметров необходимо для описания объемной (3d) структуры объектов. Фундаментом для расчета параметров служат значения площади и периметра примитива, полученные с карты. В большинстве случаев этими параметрами описывают структуры, элементы которых связаны между собой в пространстве.

Создание моделей поверхностей производится обычно по численным характеристикам, содержащимся в базах геоданных. Моделировать можно как реальные поверхности (например, рельеф местности), так и воображаемые (например, плотность дорожных сетей). В ГИС могут быть реализованы следующие модели:

• построение поверхности (матрица высот);
• построение изолиний (рис. 44);
• визуализация данных о значении в узлах поверхности;
• отсечение части поверхности;
• построение профилей;
• вычисление углов наклона;
• трехмерная визуализация;
• грид-анализ (рис. 45).

Рис. 44. Построение изолиний значений уровня шума

Буферизация. Буферная зона (buffer zone, buffer, corridor) представляет собой полигональный слой, образованный путем расчета и построения эквидистант, или эквидистантных линий (equidistant line), равноудаленных относительно множества точечных, линейных или полигональных пространственных объектов. Операция буферизации (buffering) применяется, например, для целей выделения трехкилометровой пограничной зоны, 20-метровой полосы отчуждения железнодорожной линии и т. п. Буферная зона полигонального объ-

Рис. 45. Использование сетки ячеек для анализа загрязнения бухты Золотой Рог

В современных ГИС буферные зоны создаются автоматически, причем построить их можно вокруг объектов любых типов (рис. 46).

Допустим, перед нами стоит задача построения водоохранной зоны реки шириной 50 м. То есть нам необходимо оконтурить область заданной ширины по обе стороны от реки. Процесс создания такой области называется созданием буферной зоны. Соответственно такая зона будет называться буфером. Исходя из заданных условий, размер ее будет представлен в виде константы (50 м). Необходимо отметить, что размер буфера может быть задан не только константой, но и колонкой в таблице либо математическим выражением. К примеру,

Рис. 46. Буферирование графических примитивов в ГИС

Если в таблицах базы геоданных отсутствуют значения, которые могли бы отразить радиус буфера, с помощью встроенного инструментария задается выражение, результат которого и будет выступать в роли значения буфера (рис. 47).

Рис. 47. Диалоговое окно задания буферного расстояния для объектов слоя

Оверлей (оверлейная операция, overlay) представляет собой операцию наложения друг на друга двух или более слоев, результатом которой является графическая композиция используемых слоев либо единственный результирующий слой, несущий в себе набор пространственных объектов исходных слоев, топологию этого набора и атрибуты, которые являются производными от значений атрибутов исходных объектов в топологическом оверлее векторной модели представлений пространственных объектов.

Оверлейными являются следующие операции:

• определения принадлежности точки полигону (рис. 48);
• определения принадлежности линии полигону;
• определения принадлежности полигона полигону;
• наложения двух полигональных слоев;
• уничтожения границ одноименных классов полигонального слоя с порождением нового слоя;
• определения линий пересечения объектов;
• объединения (комбинирования) объектов одного типа;
• определения точки касания линейного объекта и т. д.

скважины типы почв

с перестройкой таблицы атрибутов

Операция наложения двух полигональных слоев (ро1у§оп-оп-ро^оп) методом вырезания применяется для вырезания части одного слоя с использованием для этого другого слоя в качестве формы (рис. 49). Таким образом, один из слоев используется в качестве области отсечения, и в результате формируется новый слой, где сохраняются только те объекты от исходного слоя, которые попали в область вырезания. При этом атрибутивные данные в новом слое идентичны исходным. Данная процедура применима не только к полигональным слоям, но и другим геометрическим примитивам. Например, требуется определить приуроченность определенных бентосных организмов к определенным глубинам. В качестве области вырезания будет выступать диапазон глубин. Результатом операции оверлея будет новый слой, содержащий информацию о бентосе, обитающем в конкретном глубинном диапазоне.

Рис. 49. Пример действия инструмента Clip

В оверлее могут присутствовать также элементы логических операций, основанные на элементарных функциях И, ИЛИ, НЕ и не исключающие ИЛИ. Например, имеется два слоя, один из которых — собственники земельных участков, другой — сельскохозяйственные культуры. Мы можем осуществить следующие процедуры логического оверлея.

Пересечение: произрастают ли на участке владельца А культуры сорта Б?

Объединение: кто из собственников земельных участков выращивает сельскохозяйственную культуру Б?

Отрицание: кто кроме владельца А выращивает культуру В?

Исключающее ИЛИ: либо участок владельца А, либо культура сорта Б.

Агрегирование данных связано с обобщением, группировкой данных по определенным критериям. Объединяют объекты по равенству значений определенного атрибута. Например, можно агрегировать в один объект все месторождения углеводородного сырья на шельфе Дальнего Востока России.

Также возможно агрегирование объектов одной темы в соответствии с размещением их внутри полигонов другой темы. Так, можно объединить в один несколько районов города, характеризующихся одинаковым загрязнением атмосферного воздуха.

Районирование заключается в объединении объектов в территории, однородные по выбранному критерию. Районирование используется в самых различных задачах, таких как создание и анализ территорий сбыта, избирательных округов, территорий, обслуживаемых подразделениями аварийной службы, маршрутов доставки, анализ распределения ресурсов и т. д. ГИС создает тематическую карту методом индивидуальных значений, в которой тематической переменной является название территории.

Операция районирования может быть основана на формальных методах кластерного анализа. При районировании не создается новых географических объектов на карте, а также не вносится никаких постоянных изменений в стили существующих объектов. Районирование представляет собой инструмент динамической группировки существующих объектов и анализа соответствующих данных. Однако пользователь ГИС может зафиксировать изменения в объектах, сохранив в виде отдельной таблицы результаты районирования. Районирование можно осуществить для любой таблицы, содержащей графические объекты типа область, линия или точка. Различные районы изображаются различными штриховками, типами линий или символов (рис. 50).

Рис. 50. Районирование района по степени уязвимости к нефтяному загрязнению

Легенда з Сапсан

Лебедь кликун Морж

Белая куропатка Орлан белохвост Наибольшая уязвимость Уязвимость

Наименьшая уязвимость | |Скопления

| 1 Гмсэдооые колонии

Районирование особенно полезно при большом разбросе значений данных, когда необходимо оценить различные сценарии разделения.

Переклассификация — это аналитическая операция, направленная на преобразование слоя карты по заданному условию. Например, карта содержит сведения о загрязнении административных районов муниципального образования. Также на карте обозначена плотность населения в данных районах. Переклассификация дает возможность объединить области, характеризуемые, например, превышением предельно допустимых концентраций загрязнителей без обозначения границ районов. При этом условием переклассификации является тип загрязнения.

Помимо этого условием переклассификации может выступать значение какой-либо величины, например, изменить значение в километрах на значение в морских милях.

Переклассификация часто производится по размеру объектов. Например, на слое карты необходимо убрать объекты, площадь которых ниже либо выше заданного значения.

Анализ видимости-невидимости — операция, чаще всего используемая для обработки цифровых моделей рельефа. Эта процедура основана на оценке взаимной видимости двух точек. Она обеспечивает оценку поверхности с точки зрения видимости или невидимости отдельных его частей путем выделения зон и построения карт видимости-невидимости с некоторой точки обзора или множества точек, заданных их положением в пространстве (источников или приемников излучений). Например, анализ видимости-невидимости целесообразно использовать при проектировании сети приемников сотовой связи, когда необходимо оценить степень устойчивости приема.

Анализ близости представляет собой пространственно-аналитическую операцию, основанную на поиске двух ближайших точек среди заданного их множества (поиск кратчайшего расстояния) и используемую в различных алгоритмах пространственного анализа. При обработке геологической информации это может быть локализация ближайших точек в геохимических аномалиях с заданными параметрами.

Интерполяция — восстановление функции на заданном интервале по известным значениям в конечном множестве точек, принадлежащих одному интервалу. Интерполяция может проводиться как на основе регулярной, так и на основе нерегуляной точечной сети. В ГИС поверхности, получаемые в процессе интерполяции, чаще всего используются для моделирования и симуляции. Для проведения интерполяции необходимым минимумом является набор точек с их пространственными характеристиками и количественное значение параметра в этих точках (высота, концентрация загрязнения, температура и т. д.). Наиболее характерным примером интерполяции может служить цифровая модель рельефа, создаваемая на основе точечного слоя отметок высот.

Поиск объектов в ГИС можно осуществлять с помощью запросов. Запросы — это задания на поиск данных в базе, удовлетворяющих определенным условиям. ГИС обладают набором средств для обработки и управления информацией, включающих средства стандартного языка структурированных запросов SQL (Structured Query Language). Выделим основные возможности непространственного (атрибутивного) анализа, осуществляемого с помощью запросов:

• запрос по атрибутам и их отображение;
• поиск цифровых карт и их визуализация;
• классифицирование непространственных данных;
• картографические измерения (расстояние, направление, площадь);
• статистические функции.

Вопросы для самоконтроля

1. Что представляет собой анализ информации в ГИС?
2. Какие аналитические функции имеются в стандартной ГИС?
3. Какие преобразования возможно осуществить с помощью ГИС?
4. Какие виды пространственного анализа производятся с помощью ГИС? Дайте их краткую характеристику.
5. Что такое запрос? Какие возможности непространственного анализа реализуются в ГИС?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 9 Запросы к данным

Язык запросов

Осуществление выборок путем выполнения запросов к данным — одна из основных форм анализа атрибутивной информации в ГИС.

Выбор записей из таблицы может осуществляться в ArcGIS несколькими способами: интерактивной выборкой, поиском по конкретному значению атрибута (например, по названию), а также при помощи построения запросов. Последний способ представляет наибольший интерес, так как дает возможность проведения наиболее глубокого и сложного анализа.

Выборка производится с использованием языка SQL.

Выполнение запросов к данным в АгсМар

Структурированный язык запросов — мощный инструмент, который можно использовать для того, чтобы задать один или более критериев поиска с помощью включения атрибутов, операторов и вычислений.

Наряду с математическим и статистическим картографический метод изучает исходную информацию и обладает различными способами её обработки. Так проводятся исследования с помощью построения географических карт с особыми образно-знаковыми пространственными моделями. Картографический метод незаменим в системе методов по изучению народонаселения, например.

Модель Земли

На географических картах – уменьшённых обобщённых изображениях плоскости земной поверхности – хорошо прослеживаются связи, сочетания, размещение объектов и явлений, которые отбираются и характеризуются соответственно назначению данной карты. Картографический метод используется в географии, этнографии и целом ряде других наук, а также в практической деятельности, поскольку он высоко информативен, нагляден и метричен, то есть доступен для разного рода измерений.

Например, сведения о демографии и расселении народов тоже содержатся в так называемых топографических картах (общегеографических). Такие карты получили распространение ещё в середине XIX века. На них видны плотность, численность, даже потенциал расселения, типы поселений, состав и воспроизводство людей, их миграция и многое другое.

Какие бывают карты

Для изучения населения планеты есть карты антропологические и этнографические, где можно наблюдать расселение народов, распространение национальных культур, быта, антропометрические характеристики. Очень велико значение картографического метода в изучении социальных и экономических характеристик, на картах отображены и социальное положение, и уровень жизни в регионах, и трудовые ресурсы, и их использование и многое, многое ещё.

В картографии используется особая знаковая система, особые способы изображения – картографические, со значками, диаграммами, картограммами, применяется точечный способ, ареалы, изолинии, разное качество фона, знаки движения – существенные или пространственные, отображающие свойства объектов. Карта по географии может быть физической, политической, геологической, ландшафтной и так далее. Видов довольно много.

Классификация

Классифицируют карту по географии посредством её назначения или по территориальному признаку, по масштабу, по содержанию. Последнее – наиболее важно. Именно содержание относит ту или иную карту к тематическому виду или общегеографическому. Прежде всего нужно смотреть на территориальный охват: изображён на ней отдельный регион, страна, материк или это карта мира. Далее – способы картографического изображения, в том числе и масштаб. Различают карты мелкомасштабные, среднемасштабные и крупномасштабные. Разумеется, точность и детальность в них будут различаться.

Важно знать и назначение карты, то есть для чего она предназначена. Если существует применение географических карт для научного анализа – это научно-справочные карты. Предназначенные для популяризации идей или отдельных знаний – культурно-образовательные. Есть множество видов учебных карт, которые играют роль наглядных пособий, по которым изучаются такие науки как история, география, геология и много других дисциплин. Среди них особое место занимают карты контурные.

Содержание

Если в процессе решения каких-либо технических задач нужно отобразить определённые условия и объекты, используются технические карты. Широко распространены карты туристические, где изображены все населённые пункты с ориентирами, достопримечательностями, маршрутами передвижения, местами отдыха, ночёвок и так далее по видам туризма. Способы картографического изображения здесь очень похожи на карты навигационные, дорожные.

Физические общегеографические карты отображают всё, что касается географических явлений – весь рельеф и вся гидрография, характеристики растительного почвенного покрова, все населённые пункты и хозяйственные объекты, все границы и коммуникации. Государственная служба картографии занимается и регистрацией объектов, и кадастром. Это Росреестр. Крупномасштабные физические карты со всеми объектами местности называют топографическими, а такие же среднемасштабные топографически-обзорными. Мелкомасштабные физические карты всегда только обзорные.

Тематика

Тематически карты значительно отличаются друг от друга. Они могут показывать всё – от расположения объектов до динамики и взаимосвязей природных явлений, от социальной сферы и экономики до прироста и убыли населения. Можно разделить карты по тематическому признаку на две группы: те, что исследуют природные явления, и те, что посвящены явлениям общественным. Картография – наука довольно древняя, можно начинать её изучения буквально с наскальных рисунков. Но по-настоящему своё развитие она получила не так давно. Особенно этот процесс ускорился с началом освоения воздушного пространства и космоса.

Так были составлены подробнейшие карты природных явлений, которые охватывают абсолютно всю природную среду во всех её комбинациях. Это карты геологические и геофизические, с подробностями поверхности земли и океанского дна, климатические и метеорологические, ботанические и океанографические, почвенные и гидрологические, карты географических и физических ландшафтов и полезных ископаемых и так далее. Общественно-политическим картам здесь уже было уделено внимание, однако полный список их тоже выдать довольно сложно.

Методы использования картографии

Помимо карт, где рассказывается всё о населении, есть исторические, политические, экономические и социально-географические карты, и каждый из этих подвидов тоже имеет структурное разделение, весьма разветвлённое. Пример картографического метода в географии – экономические карты. Там есть и промышленность – общая и отраслевая, и сельское хозяйство, и рыбная промышленность, и транспорт, и связь, и многое ещё, что изучается подетально. Всегда используется особая знаковая система, что является основой картографического метода исследования в практически любой науке, а материал для выполнения картографических работ всегда предоставляет статистика.

Из методов использования карт в научном анализе применяются очень многие, среди которых наиболее актуальны графические приёмы, визуальный анализ, картометрические работы (измерение координат, расстояний, расчёт густоты населения и равномерности залегания полезных ископаемых и тому подобное), математический и статистический анализ, математическое моделирование, построение производных карт после переработки картографических изображений и так далее. В любом случае основа картографического метода исследования – опора на точность и достоверность статистики.

Применение

Научный анализ сегодня невозможно представить без помощи картографического метода. Всё изучение Земли строится на нём: геология, география, геохимия, геофизика, океанология и вся планетология результаты исследований помещают на карты, затем обобщают их и анализируют. Так формируются и формулируются новые гипотезы, так составляются и проверяются прогнозы. Практически все отрасли знаний в разной мере, но опираются на картографирование.

Например, геоморфология всю структуру составляет из сведений о рельефе, которые получены из топографических карт. А для медицинской географии составляются карты с ареалами возникновения эпидемий и болезней по социально-экономическим и природным картам. Самый яркий пример – планетология. Закономерности поверхностного строения нашей планеты и любых других небесных тел составляются на основе карт и снимков. Так мы познаём океанское дно, где так же, как и дальнем космосе, никогда не побывал человек. Метод картографии даёт всем наукам единый язык, с помощью которого познаётся мир. Не могут обойтись без картографии ни электроника, ни физика, ни техника, так же, как без математики.

Связи с науками

С картографией связаны теснейшим образом почти все социально-экономические, философские, естественные, технические науки и почти все научные дисциплины, поскольку взаимодействие происходит со всеми отраслями знаний. Наиболее тесно связан картографический метод познания с науками о планетах – географические, экологические, геологические и многие другие. Картограф вооружается знаниями, которые необходимы для правильного отражения типических черт, особенностей, характеристик тех или иных явлений, которые входят в содержание конкретных карт.

Социология, экономика, демография, история, археология и другие науки социально-экономического направления также дают тематическому картографированию определённое содержание. Так появились и новые картографические методы – сетевое планирование, математическое моделирование, например. В философии теперь основу этого метода составляют теория отражения, теория моделирования, логика, системный анализ. Разработаны концепции картографии, знаковая система, методы моделирования, системное картографирование.

Помощь других наук

Геодезия, топография, гравиметрия, астрономия сообщают науке картографии всё более точные данные о размерах и форме Земли и чужих планет, что и даёт основу при составлении тематических и физических (общегеографических) карт. Математический анализ, тригонометрия, геометрия, статистические данные теории вероятностей и теории множеств, математическая логика и другие науки исключительно широко используются для построения картографических проекций, создания алгоритмов, математико-картографического моделирования, использования карт в программах, в разработке информационных систем.

Приборостроение, полиграфия, химическая технология, электроника, техника лазерная и полупроводниковая, а также и многие другие отрасли присутствуют при создании картографических систем. Новые науки – дистанционное зондирование: космическая, подводная и аэросъёмка, дешифровка изображений, фотометрия, фотограмметрия, мониторинг помогают составлять и обновлять карты, создают базы цифровой информации и участвуют во многих других картографических процессах. Наиболее тесно взаимодействует с картографией геоинформатика. Атласы и карты – вот главный источник временной и пространственной информации для моделирования.

Способы и приёмы

Картографический метод всегда используется для исследования закономерностей: как пространственно размещены явления, как они взаимосвязаны, насколько зависят друг от друга, каким образом развиваются и так далее. Приёмов применения для анализа и обработки географических карт огромное множество, потому здесь будут рассмотрены только самые основные.

Визуальный анализ – это когда зрительно исследуется по картам пространственное размещение, сочетания, связи, динамика каждого явления. Графический анализ – когда по картам строятся профили и разрезы, дающие наглядность вертикали структурным явлениям; строятся блок-диаграммы, где совмещаются изображение местности в перспективе и вертикальные разрезы; различные графики и диаграммы.

Картометрические работы

По картам определяются координаты, длины, высоты, расстояния, площади, объёмы, углы и тому подобное, то есть количественные характеристики объектов, которые изображены на карте. Далее применяется математический и статистический анализ для исследования однородности явлений (температура, плотность населения, урожайность и любые другие параметры) для определения их размещения и изменений во времени, которые определяются очень многими факторами, а функциональная зависимость их неизвестна.

Далее черёд математического моделирования, которое создаёт пространственную математическую модель, описание с помощью математики процессов или явлений, основанных на снятых с карт исходных данных. Потом модель исследуется, явления интерпретируются и объясняются, карты перерабатываются, преобразуются в производные, удобные и предназначенные для того или иного конкретного исследования (например, крутизна склонов при исследовании процессов эрозии почвы и прогнозирования их).

Анализ

Когда анализируются карты различного содержания, выводы о взаимосвязях и пределы исследований вообще значительно расширяются. Это метод комплексного картографирования. Так сопоставляются топографические карты и тематические отраслевые - почвенные, геологические, геоботанические и тому подобные. Например, при исследовании природных взаимосвязей по почвенной и топографической картам отдельного региона можно установить, что почвенные контуры чаще всего приурочены к отдельным элементам рельефа.

Солончаки к приозёрным понижениям, также чернозёмы ко дну долин и балок, аллювиальность к речным поймам. Далее определяется и закономерность в рисунке контуров почв: солонцы и солончаки округлые, в границах староозёрных котловин, луговые чернозёмные почвы горизонтальны, далее можно продолжать и продолжать. Иногда достаточно даже визуального анализа для установления первых взаимосвязей. Дальнейшие картометрические работы подкрепляют, уточняют и детализируют первоначальные выводы качественными и количественными характеристиками.

Картометрия – это раздел картографии, изучающий способы измерения по картам различных географических объектов для получения их площадей, длин и других количественных характеристик.

К сфере картометрии относятся измерения по картам плановых координат объектов, длин, расстояний, площадей плоских поверхностей, объёмов, горизонтальных и вертикальных углов и т.д. В задачки картометрии входит также оценка точности измерений с учётом масштаба и проекции карты. Не считая этого, изучаются методы измерения количественных черт объектов и явлений.

Основной принцип картометрии – получение результатов, имеющих место в реальности. При всем этом нужно выполнение 2-х задач:

1. Определение количественных черт изображений, объектов и явлений на картах. Достигается это с помощью технических средств и методов измерений без учёта параметров карты.

2. Переход от приобретенных значений количественных черт к значениям, имеющим место в реальности. При всем этом учитывается искажение картографической проекции, деформация картографической бумаги, влияние картографической генерализации на размеры объекта. Также осуществляется переход от размеров проекции объектов на эллипсоиде к их размерам на физической земной поверхности.

Картометрические измерения постоянно приводят к приближённым результатам. Потому нужна оценка точности этих результатов (для определения степени соответствия реальности).

Есть картографическая, техно и картометрическая ошибки.

Это разновидность значений черт объектов на карте и в реальности. К картографическим относятся ошибки, обусловленные искажениями картографической проекции, генерализацией изображения объектов, деформацией бумаги. Эти составляющие могут быть с той либо другой степенью точности определены и учтены, т.е. в результаты измерений могут быть введены надлежащие поправки. За счёт погрешностей определения поправок выходит случайная картографическая ошибка. Значение её не быть может определено в определенном случае, но оно может установить степень соответствия приобретенных результатов реальности. Данной степенью являются среднеквадратическая ошибка, средняя ошибка.

Читайте также: