Моделирование в картографии кратко
Обновлено: 07.07.2024
Новаковский Б. А. писал, что моделирование – это исследование объектов познания на их моделях. Моделирование предполагает построение и изучение моделей реально существующих предметов, явлений и конструируемых объектов:
- для определения или улучшения их характеристик;
- для рационализации способов их построения;
- для управления и прогнозирования.
Математическая модель – это модель объекта, процесса или явления, представляющая собой математические закономерности, с помощью которых описаны основные характеристики моделируемого объекта, процесса или явления [4].
Процесс моделирования включает три элемента:
- модель, определяющую (отражающую) отношения познающего субъекта и познаваемого объекта [6].
Четвертый этап – практическая проверка получаемых с помощью моделей знаний и их использование для построения обобщающей теории объекта, его преобразования или управления им.
Математико-картографическое моделирование позволяет нам рассчитывать значения какого-то показателя или явления на всей исследуемой территории на основе дискретно распределенных данных. Для этого используются различные методы геостатистического анализа, в основе которого лежит интерполяция, экстраполяция, аппроксимация данных и различные способы картографического изображения, которые основаны на классификации данных.
Моделирование позволяет на основе разных факторов осуществлять комплексную оценку территории для ее пригодности под определенные поставленные задачи, проводить районирование, ранжирование и кластеризацию. Моделирование на основе разновременных данных позволяет нам оценить динамику развития какого-либо явления и дать качественный прогноз [4].
Методы моделирования. Классификации МК моделей
Следуя из определения математико-картографического моделирования можно предположить, что основными методами будут математические и географические.
Важной особенностью математических методов является невозможность их непосредственного использования для изучения действительности. Они применяются лишь в виде моделей, т.е. в определенных формализованных абстракциях. Математические модели способны хорошо отражать структуру, взаимосвязи и динамику наблюдаемых явлений, но надо неустанно следить за их соответствием свойствам моделируемой действительности.
С другой стороны, любая карта представляет собой математически строго определенную формализованную модель, построение которой производится по канонам математической картографии. Хотя на карте моделируемая действительность, так же как и в математической модели, передается в условной знаковой форме, но карта обладает свойством, которое отличает ее от математической и любой другой модели, — она визуализирует территориальную конкретность. Именно это свойство обусловливает образную наглядность картографических характеристик территории и объясняет многовековую традицию и разнообразие направлений использования карт в науке и практике. Карта не только абстрактная знаковая, но также аналоговая модель действительности. Доказательством этому служат многообразие приемов передачи характеристики явлений посредством взаимозаменяемых способов картографического изображения, а также однозначность характеристики конкретных территориальных свойств географической действительности.
Согласно Новаковскому можно выделить три разновидности моделей: математические модели, строящиеся без учета пространственного координирования явлений, и результаты реализации которых, не подлежат картографированию; модели, в которых результаты картографируются, но пространственный аспект не учитывается на этапе реализации математических алгоритмов; модели, в которых без учета пространственного положения явления невозможно реализовать математические расчеты.
Математико-картографическая модель как бы синтезирует математический и картографический элементы вместе. В связи с этим отпадает возможность классифицировать элементарные математико-картографические модели по типам применяемых в них карт или по математическому аппарату. Такая классификация особенно заманчива, поскольку и в картографии и в математике уже существует их деление и соответственно классификации.
Ни картографическая, ни математическая компоненты по отдельности не определяют лицо МКМ. Образно говоря, математический аппарат подобен мясорубке, которая лишь перекручивает, перерабатывает данные и представляет их в более удобном для анализа виде, вскрывает затушеванные закономерности и т.д., чаще всего фиксируемые на картах [7]. Основываясь на данных положениях, Тикунов разработал классификацию элементарных математико-картографических моделей.
А. Модели структуры явлений.
1. Модели структуры пространственных характеристик явлений.
2. Модели структуры содержательных характеристик явлений.
B. Модели взаимосвязей явлений.
1. Модели взаимосвязей пространственных характеристик явлений.
2. Модели взаимосвязей содержательных характеристик явлений.
C. Модели динамики распространения (развития) явлений.
1. Модели динамики пространственного распространения явлений.
2. Модели динамики содержательного развития явлений.
При многомерной группировке территориальных единиц по комплексу показателей в однородные группы (модели структуры); при моделировании соответствия распределения занятых в отраслях хозяйства по стране в целом и по единицам ее административного деления (модели взаимосвязей); при прогнозировании роста городов по данным за ряд предыдущих лет (модели динамики) сведения о пространственном положении географических явлений в процессе математического моделирования не учитываются. Ставится задача проанализировать структуру, взаимосвязи или динамику явлений любой территориальной единицы в сравнении с другими единицами, вне зависимости от того, где они расположены.
Однако зачастую результаты математического моделирования содержательных характеристик явлений наносятся на карту, что придает им пространственную определенность. Это позволяет анализировать полученные результаты по отношению друг к другу в пространстве и дает им дополнительные преимущества перед другими формами представления результатов моделирования, например таблицами, списками, что также часто встречается в географии.
Взаимосвязь картографических и математических моделей, при которой недостатки одного вида моделей компенсируются преимуществами другого, делает МКМ наиболее эффективным, точным и наглядным способом отображения сложившейся действительности в моделируемом объекте, а также тенденций развития каких-либо процессов или явлений.
Конструирование элементарных и сложных МК моделей
Примером конструирования моделей пространственных характеристик явлений является понятие потенциала поля, заимствованное из физики. По аналогии с формулой тяготения Ньютона, выражающей, как известно, взаимодействие двух тел через произведение их масс, деленное на квадрат расстояния между ними. Сила взаимодействия двух населенных пунктов (которая может выражаться в обмене мигрантами, информацией, пассажиро- или грузопотоками, даже распространением некоторых видов инфекций и пр.) вычисляют по формуле:
При вычислении потенциала поля расселения не для всех точек территории, а лишь для населенных пунктов, можно пользоваться формулой:
Вторая разновидность – модели структуры содержательных характеристик явлений – в отличие от модели потенциала реализуется без привлечения пространственных координат. Рассмотрим, например, оценку общественного здоровья. Такие индикаторы общественного здоровья, как ожидаемая продолжительность жизни мужчин и женщин, а также младенческая смертность, т.е. смертность детей в возрасте до 1 года на 1000 новорожденных, используются в большинстве стран мира, их применяет Всемирная организация здравоохранения. Эти показатели дают представление о качестве здоровья в целом по стране, но и внутри стран существуют различные группы населения (социальные слои, территориальные общности, профессиональные группы), качество здоровья которых имеет значительные различия. Поэтому на основе данных показателей производился расчет интегральной оценки и осуществлялось ранжирование 273 стран и регионов России. Получение интегральных оценок стран и регионов России приводит к выделению определенных групп [7].
Используя возможность комбинации отдельных звеньев – элементарных моделей в процессе поэтапного моделирования – можно решать задачи большой сложности поблочно, расчленяя их на частные задачи, не требующие применения сложных математических расчетов. Когда разностороннее исследование невозможно реализовать с помощью элементарных моделей, возникает необходимость создания и практического применения комбинационной системы моделей – сложных математико-картографических моделей. При этом процесс моделирования реализуется часто в интерактивном режиме.
Наиболее распространенным видом таких моделей стали цепочкообразные построения, в которых каждый новый элемент создается на основе результата реализации предыдущего элемента – элементарного звена.
Примером другой формы комплексирования моделей могут служить сетевые комбинации, когда на единой информационной базе параллельно реализуется ряд алгоритмов, из которых на завершающей стадии формируется один картографический результат.
Оценка надежности моделирования
Любое моделирование непременно завершается оценкой надежности полученных результатов. Надежность зависит от всех этапов моделирования, начиная с анализа различных подходов при формулировке задачи и целей исследования, информационного обеспечения и методов моделирования, а также способов представления результатов моделирования [8]. Иными словами, в связи с большой сложностью географических явлений их моделирование можно будет считать действительно надежным, если подходить к нему комплексно: четко определив тип решаемой задачи, правильно дав оценку информационной обеспеченности и выбрав наиболее подходящий алгоритм моделирования, а в заключении дав оценку полученного результата.
Простейший, но достаточно эффективный подход – визуальное сравнение результатов моделирования на основе ряда алгоритмов и их содержательно-географический анализ. Однако в некоторых случаях бывает не просто сформулировать критерии сравнения различных вариантов при моделировании географических явлений. Поэтому вполне возможно также обсуждать достоинство полученных результатов на уровне их логического анализа. Например, предлагается использовать метод экспертных опенок – метод коллективного опыта.
Это позволяет подсчитывать среднеквадратические отклонения и суммы квадратов разностей между теоретически определенными углами и найденными с помощью разработанных алгоритмов и после этого выбрать лучший из них [8]. Визуальное сравнение карт углов наклона и экспозиций склонов, созданных на основе реализации разных алгоритмов, такой выбор наилучшего алгоритма для моделирования сделать не позволяет.
Возможна также методика предварительного опробования модели для получения результатов, которые известны заранее, с последующим ее применением для решения аналогичных задач. Например, метод восстановления пропущенных данных Фишера, позволивший количественно сравнить условно недостающие и восстановленные данные, в дальнейшем использовался для заполнения пропусков в динамических рядах урожайности картофеля, когда проверить качество работы алгоритма уже сложно. Известны и другие пути оценки надежности моделирования, в частности математическое сравнение алгоритмов
Моделированием называют опосредованное практическое или теоретическое исследование какого-либо объекта или явления, при котором излучают не сам объект или явление, а некий его заменитель, вспомогательная искусственная или естественная система (Новик, Уемов, 1986).
Термин "картографическое моделирование" вошел в картографию естественным образом, без особой перестройки привычное терминологии. Теперь он употребляется в двух смыслах: 1) для обозначения процесса создания карт как моделей действительности, 2) для указания на способ исследования с помощью картографических моделей.
Под картографическими моделированием следует понимать создание, анализ и преобразование картографических произведений как моделей объектов и процессов с целью их использования для приобретения новых знаний об этих объектах и процессах (Берлянт, 1986, с.33).
Классификация моделей
Модели делятся на две большие группы: материальные (вещественные) и идеальные. Материальные в свою очередь подразделяются на пространственно подобные, физически подобные и математически подобные, а идеальные - на образные (иконические), образно-знаковые и знаковые (символические) (В.А.Штофф, 1966.).
По П.Хаггету и Р.Чорли (1971) модели делятся на вещественные (в т.ч. экспериментальные делятся на репродуктивные и аналоговые), теоретические, символические, концептуальные, умозрительные.
Карты (или серии карт) рассматриваются (А.П. Золовским и др, 1978) как модели статические (на одну дату), разновременные карты - как кинематические, карты, характеризующие движение, динамику явлений - (во времени и пространстве) - как модели динамические. Выделяются карты, показывающие обмен веществом, энергией и даже "информацией".
К.А. Салищев, (1982) отнес карты к пространственно-знаковым моделям действительности , которые показывают размещение, состояние и связи различных природных и общественных явлений, отбираемых и характеризуемых в соответствии с назначением каждой конкретной карты. По А.Ф. Асланикашвили (1974), карта - знаковая пространственно-подобная и идеально-материальная модель. Е.Е. Ширяев называет карту "графо-математической моделью", использующей для передачи информации особый картографический язык.
ПРИНЦИПЫ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
Картографическое моделирование (КМ) - одно из проявлений общенаучного метода моделирования, поэтому, естественно, оно опирается на его общие принципы, преломляя их сообразно своим возможностям и предмету познания.
Наиболее универсален принцип подобия (или аналогии). Принцип подобия настолько существенен, что иногда само моделирование трактуется как создание объекта, подобного оригиналу.
Другой важный принцип - системность, т.е. рассмотрение объектов как целостного множества и взаимодействующих компонентов со всеми их внутренними и внешними связями. Системное моделирование предполагает:
а) последовательное итеративное совершенствование моделей в процессе их использования соответственно задачам, охвату и дальности исследования,
б) моделирование взаимосвязей между компонентами и выделение специфических системообразующих связей,
в) моделирование структуры и организации системы,
г) моделирование функционирования системы, т.е. процессов обмена веществом, энергией, информацией между системами и внутри них,
д) рассмотрение модели данной системы как элемента более крупной системы, выявление иерархии моделей.
Необходимым принципом моделирования является абстрагирование, т.е. выделение главного, существенного в объекте.
Потребность моделировать многосторонность реальных объектов получает выражение в принципе конкретизации, т.е. в соотнесении модели с самим объектом.
Системная концепция предполагает также аналитический и синтетический подход к моделированию. Сочетания анализа и синтеза - принцип всякого моделирования.
Картографическое моделирование, особенно современное, невозможно без учета принципов математического моделирования, к которым относятся формализация, связанные с ней кодирование и символизация, а также аппроксимирование и алгоритмизация самого процесса моделирования.
По Салищеву (1982) картографическое моделирование базируется на трех основных принципах: математической формализации, обеспечивающей переход от сферической поверхности к плоскости посредством картографических проекций, картографической символизации, т.е. использование систем условных знаков, картографической генерализации, проявляющейся в отборе главного. Современное картографирование выдвигает еще один важный принцип: системности.
Среди частнонаучных принципов, используемых в науках о Земле и обществе, наиболее существенен для картографирования принцип системности в его частнонаучной конкретизации, принцип историзма.
Свойства картографических моделей
Пространственно-временное подобие - основное свойство картографической модели. Существует несколько проявлений подобия картографического изображения и его реального прообраза: а) геометрическое подобие, б) временное подобие, в) подобие отношений. Геометрическое подобие проявляется в подобии размеров и форм объектов картографирования и их изображений. Временное подобие означат правильную передачу состояния и развития явления в данный момент времени (отражаемый на карте). Серия разновременных карт. Подобие проявляется в подобии связей, территориальной соподчиненности, во взаимном расположении объектов.
Следующее свойство - содержательное соответствие подразумевает научно обоснованное изображения явлений, их главных типичных особенностей с учетом генезиса, иерархии и внутренней структуры. Содержательное соответствие определяется уровнем изученности явления полнотой и достоверностью исходной информации, научно обоснованной методикой составления и правильной картографической генерализацией. Элемент субъективизм, вносимый в карту составителем является не недостатком, а достоинством карты, это предохраняет ее от формализма построения.
Абстрактность. Наибольшее влияние на абстрагирование оказывает генерализация картографического изображения А. генерализованной карты обеспечивает следующие положительные моменты: обращаясь к карте, человек имеет дело с целостным географическим образом, с системой понятий, возникших в процессе картографирования. Главное отличие математической абстракции от картографической заключается в следующем: математическая абстракция возникает в результате отвлечения от конкретных свойств географических объектов, тогда как КА есть результат обобщения (генерализации) этих свойств.
Избирательность. Любая карта показывает явления избирательно.
Синтетичность в противовес избирательности обеспечивает целостное изображение явлений и процессов, которые в реальных условиях проявляются изолированно.
Метричность - наиболее явное свойство картографической модели, обеспечиваемое математическим законом проекции, точностью создания и воспроизведения карты. Свойство метричности дает возможность проводить на карте различные измерения и определения: а) качественные, выполненные на основе принятых классификаций, б) количественные, выполняемые в абсолютных и относительных шкалах, в) балльные оценки
Рис. ПРИНЦИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ И СВОЙСТВА КАРТОГРАФИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ
Общенаучные
Принципы молелирования
 |
| Принципы картографического моделирования | Принципы тематического моделирования (в науках о Земле) |
| Математическое построение Системность Символизация Генерализация | Системность (геосистемность) Историзм Актуализм и др. |
| Свойства картографической модели | Свойства легенды |
| пространственно-временное подобие Абстрактность Масштаб и метричность Избирательность и синтетичность Наглядность и обзорность Однозначность и непрерывность | Логичность Упорядоченность Иерархичность |
Источник: Берлянт А.М., Образ пространства: карта и информация, М.: Мысль, 1986, с.38.
Однозначность изображения также вытекает из математического закона построения карты. Всякий знак, любая точка, каждая линия на карте имеют свой, строго определенный легендой смысл.
Непрерывность изображения. Карта "не терпит пустоты". Для составления необходимо располагать данными по всей территории. При этом необходимо помнить, что для обеспечения непрерывности требуется хорошее, детальное знание картографируемой территории.
Наглядность. Данное свойство карты есть прямое следствие образного характера картографической модели.
Обзорность. Это, по-видимому, самое специфическое свойство карты. Оно позволяет пользователю охватить всю исследуемую территорию единым взглядом. Именно благодаря обзорности стало возможным открытие целого ряда явлений и предметов регионального, и даже планетарного масштаба.
Логичность легенды. Легенда неотрывна от карты, это ключ карты. Чаще всего составление карты начинается именно с составления легенды.
© 2014-2022 — Студопедия.Нет — Информационный студенческий ресурс. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав (0.006)
Картографическое моделирование (КМ) является самостоятельным подвидом семиотического моделирования, включающим в себя элементы других его подвидов, особенно математического. В картоведении "под картографическим моделированием мы будем понимать создание, анализ и преобразование картографических произведений, рассматриваемых как модели реальных объектов и процессов, с целью их использования для приобретения новых знаний об этих объектах и процессах" [Берлянт, с.
При изучении ОИ важно всегда иметь его: а) наглядную (т.е. образную) и б) целостную семиотическую модель, отражающую выбранный срез исследования. Единственным методом исследования и способом моделирования, создающим такую модель ОИ, является картографический метод и картографическое моделирование. Таким образом, особенностью КМ является отражение им, в первую очередь, пространственно-временного континуума ОИ и, на его фоне, отражение других континуумов ("срезов") рассмотрения ОИ: 1) субстратно-структурного, 2) формообразовательного (морфометрического), 3) генетического, 4) функционального, 5) процессуально-эволюционного, 6) информационно-организационного, или их сочетаний.
Впервые идея применения карт как особого картографического метода исследований была высказана К.А. Салищевым в 1948г., затем последовательно им развита. Суть картографического метода заключалась в применении карты как особой модели ОИ для его познания и прогноза. Применение картографического метода формирует у специалиста особый стиль мышления, отличный от математического, - это наглядность и целостность выделения своего ОИ.
В картографическом методе выделяется четыре основные группы приемов:
1) визуализация и описание, т.е. собственно картирование, способы качественного анализа человеком ОИ, отображаемого на карте, дающие целостное и общее представление с последующей детализацией; графические приемы анализа карт, включающие построение по ним двумерных и трехмерных профилей, разрезов, диаграмм, блок-диаграмм; графоаналитические приемы (картометрия и морфомет-рия), дающие количественную информацию; математико-картографическое моделирование - построение и исследование математических моделей по данным, снимаемым с карт, с последующим созданием новой картмодели, выполняемое с помощью ЭВМ.
Что такое карта? Под "картой" понимается целевая семиотическая модель ОИ (как правило объемного) в виде образно-знаковой, обобщенной, пространственной проекции, построенной по математическому закону (с учетом цели) в определенном масштабе для раскрытия закономерностей ОИ в образном срезе исследования. Таким образом, главные свойства карты, отличающие ее от других моделей, - это : 1) пространственная (плоская) проекция; 2) математический закон построения этой проекции; 3) генерализованность (обобщенность) отображения выбранного материала; 4) знаковость картизображения; 5) масштабность - показатель уровня иерархии освещаемых элементов ОИ (или стадийности процесса). То есть, в процессе познания (слияния с ОИ) исследователь создает особое устройство - карту - для успешного слияния с ОИ. Но любое устройство отчасти искажает точность и полноту слияния. В данном случае мы имеем пять искажающих "линз": 1) проекционная плоскость; 2) особый порядок ее строения; 3) избирательность и обобщенность (сортировка материала ОИ); 4) особое знаковое представление его; 5) определенный уровень видения ОИ (масштаб). А если к этому добавим различное восприятие одной и той же карты разными исследователями (и даже одним и тем же исследователем в разном психосостоянии) из-за искажающего эффекта в образовании, научных школах, личностно-физиологических свойствах, то навсегда запомним, что карта не есть сама территория, ибо этот порок зачастую еще свойственен ученым.
Математический закон построения - это способ перехода от реальной, сложной и геометрически неправильной поверхности ОИ к плоскости карты. Так как картографическое изображение должно быть непрерывным, т.е. не иметь разрывов, то изображение в одних местах надо искусственно сжать, в других -растянуть. Следовательно, во всякой карте неизбежны искажения. Их распределение на поверхности карты определяется как тематикой карты, так и промежуточной проекцией (цилиндр, конус и т.д.), на которой отражают сначала поверхность ОИ (к примеру земного шара), а уж с нее - на саму плоскость карты.
Картографическая генерализация - это отбор для карты главного, существенного в фактаже, и его целенаправленное упрощение и обобщение в соответствии с масштабом и назначением карты. Решает эти проблемы исследователь только в русле принятой концепции, на которую накладывается отпечаток личности автора карты. Машинные методы генерализации всегда являются вспомогательными.
"Знаковость картографического изображения - это свойство, отличающее карту от многих других графический моделей. Знаки на карте - это зримо воспринимаемые элементы изображения. Они условно представляют предметы, явления и процессы, показывают их местоположение, качественные и количественные характеристики. Совокупность знаков образует картографический образ, а множество образов составляет целостное картографическое изображение" [Берлянт, с. 30].
С помощью знаков решаются задачи: 1) общения, передачи информации; 2) фиксации, формализации и систематизации знаний; 3) познавательные (гносеологические). "С картографическими знаками можно проводить действия, преобразовывать их из одной формы в другую, проводить по карте всевозможные измерения и исчисления. Оперирование знаками, выполняемое по определенным правилам, позволяет выявлять закономерности, которые трудно (или даже невозможно) выявить эмпирически. Они служат способами формирования научных понятий, средством конкретизации теоретических построений, т.е. способами научного исследования" [Берлянт, с. 31].
Формально картографические знаки являются подсистемой семиотики. "Картографическая семиотика постепенно оформляется в особую дисциплину в картографии. В семиотике существуют три раздела: семантика, синтактика и прагматика. В приложении к картографии семантика изучает отношение условных обозначений к самому отображаемому явлению, син-тактика анализирует правила употребления знаков, способы их сочетания и законы формирования картографических образов, а прагматика рассматривает отношения знаков и читателя карты, прежде всего, особенности восприятия знаков читателем" [Берлянт, с.
Картзнаки разделяются на масштабные (площадные и линейные) и внемасштабные. Они различаются по форме, размерам, ориентировке, светлоте, цвету (включая и насыщенность цветом), внутренней структуре. Их сообщества составляют знаковые поля и фон.
Факторами, определяющими выбор и применение тех или иных знаков, являются: 1) особенность локализации и характер распространения явления по территории; 2) принятые принципы классификации; 3) распознаваемость знаков и условия их взаимного сочетания на карте; 4) эстетические свойства знаков и картографическая традиция; 5) удобство графического исполнения.
Элементами карты являются: - тематическое содержание; - карта "в целом"; - математическая основа; - географическая основа; - легенда; - вспомогательное оснащение; - дополнительные данные (текст и т.п.).
Картизображение характеризуется следующими свойствами: 1) содержательное соответствие (тематическое); 2) пространственно-временное подобие; 3) наглядность и обзорность; 4) однозначность и непрерывность; 5) масштабность и мет-ричность; 6) абстрактность (генерализованность); 7) избирательность и синтетичность.
Свойства легенды: концептуальность, системность, знаковость и информационность, логичность и упорядоченность, иерархичность, абстрактность, индивидуальность автора.
Обычный порядок работы с картой: 1) изучение картизоб-ражения без его преобразования; 2) преобразование картизоб-ражения в вид, удобный для конкретных исследований; 3) разложение картизображения на составляющие, интересующие исследователя и их анализ. Для анализа карт используются методы апроксимации, аппарат матстатистики, теории информации и др.
При чтении карты процесс идет от картзнака через картоб-раз к целостному картизображению и, наконец, к возникновению картинформации в целом.
Символика карт является главной составляющей формализованного языка описания ОИ, также как терминологический язык карт должен быть базовой системой теоретического языка этого описания. Легенда карты - система используемых на карте условных знаков и пояснений к ним - есть форма отображения теоретической концепции. В целом, карта является главным соорганизатором и преобразователем фактажа, получаемого при картировании - процессе добычи фактов для построения карты.
Географическая карта – это пространственно математически определенная и генерализированная образно-знаковая модель действительности.
В качестве модели карта служит:
1. Средством познания структуры изображенных на ней явлений и процессов;
2. Их взаимной связи;
3. Наблюдений изменений во времени и пространстве;
4. Для выполнения многих научных исследований и практических изысканий;
5. Для решения инженерно-технических задач;
6. Для осуществления планирования и прогнозирования.
Основные свойства географической карты. Карта как модель обладает следующими познавательными свойствами:
1. Пространственно-временное подобие картографическое изображения и самого объекта, которое проявляется в трех аспектах:
а) В геометрическом подобии размеров и форм картографических объектов;
б) Во временном подобии, то есть отражении на карте состояния и развития объекта в данный, отраженный на карте, момент времени;
в) в подобии отношений, связей, соподчиненности объектов.
2. Содержательное соответствие, то есть научно обоснованное отображение главных особенностей действительности с учетом генезиса, внутренней и внешней структуры, иерархии объектов;
3. Свойство абстрактности, оно выражается в генерализации, переходе от индивидуальных понятий к собирательным, обобщающим, в отборе типичных характеристик объектов и устранении мелких второстепенных деталей. Это свойство особенно сильно проявляется на мелкомасштабных синтетических картах-выводах, картах-умозаключениях. Всякая карта является не точной копией объекта, не фотографией его, а субъективным отображением объективной реальности.
4. Свойство избирательности и синтетичности. Карты способны вычленить и раздельно представить те процессы, факторы, аспекты объекта, которые в реальной действительности проявляются совместно. Например, возможен избирательный показ только уклонов местности или только глубины расчленения рельефа. С другой стороны, карты могут обеспечить целостное изображение явлений и процессов, которые в реальных условиях проявляются изолированно. Так, карта типов климата синтезирует характеристики температурного режима, увлажнения, давления, ветров и т. д.
5. Метричность – свойство карты, обеспечиваемое математическим законом построения, точностью составления и воспроизведения карты. Наличие масштаба, классификаций, шкал и градаций позволяет по картам выполнять возможные измерения количественных (картометрических) показателей и определения качественных характеристик. Количественные характеристики могут быть получены в абсолютных единицах, относительных показателях, в виде балльных или ранговых оценок.
6. Однозначность – свойство карты как модели иметь только одно значение в каждой точке в пределах принятой системы условных обозначений. Однозначность проявляется в двух отношениях:
а) пространственная однозначность – в каждой точке карты с координатами X, Y поставлено в соответствие лишь одно значение Z картографируемого параметра;
б) знаковая однозначность – каждый условный знак на карте имеет только одно точно зафиксированное в легенде значение;
7. Непрерывность – свойство, которое означает, что картографическое изображение присутствует во всех точках карты, на ней нет пустот и разрывов (за исключением разрывов, обусловленных некоторыми картографическими проекциями).
8. Наглядность – возможность удобного зрительного восприятия пространственных форм, размеров, размещения, связей объектов. Это свойство обеспечивается продуманным отбором элементов содержания, целесообразной генерализацией, тщательным выбором изобразительных средств. С наглядностью тесно связана читаемость карты.
9. Читаемость карты – визуальная различимость элементов и деталей картографического изображения;
10. Обзорность карты – способность карты представлять единому взгляду (обзору) читателя сколь угодно обширные пространства (вплоть до планеты в целом), главные закономерности размещения и взаимосвязи объектов, основные элементы их структуры;
11. Высокая информативность. На единице площади карты размещается большое число знаков, количественных характеристик, названий. Например, научно-справочные карты содержат сотни условных знаков и надписей на 1 дм 2 . Знаки на карте могут сочетаться, перекрываться (например, на цветовой фон могут накладываться штриховки, значки, изолинии), что повышает информативность карты. На всякой карте информация передается не только с помощью значков, как таковых, но и посредством их пространственных сочетаний. Различают информацию:
а) непосредственно воспринимаемую читателем при чтении, восприятии карт;
б) скрытую информацию, которую можно получить, выполнив по карте определенные измерения, преобразования, логические умозаключения. Эта информация характеризует неявные отношения и связи между объектами, представленными на карте.
Значение географической карты в науке и практике. Точная топографическая карта характеризует географический ландшафт по его основным элементам и имеет следующее значение:
1. Непосредственно обслуживает народнохозяйственные нужды;
2. Дает основу для изучения страны в геологическом, гидрологическом, почвенном, ботаническом и других отношениях карты. Нет ни одной науки о Земле, где не использовались бы карты;
3. На основе топографической карты составляются различные общегеографические и специальные карты.
4. В народном хозяйстве карты используются при планировании строительства различных сооружений, разработке полезных ископаемых, организации сельского и лесного хозяйства, мелиорации, в дорожном деле, в навигации, аэронавигации и т. д. Трудно найти отрасль, которая хотя бы в какой-то мере не использовала бы карт.
5. Велико значение карт и в военном деле;
6. Образовательное значение.
Классификация географических карт необходима для их учета, хранения, поиска информации и изучения особенностей самих карт и атласов. Она также содействует рациональной постановке и организации картографического производства.
Карты Земли обычно называют географическими. Существуют также карты небесных тел: Луны и других планет и карты звездного неба, которые называют звездными.
Основными признаками для классификации карт являются:
1. Пространственный охват;
5. Время издания;
6. Место издания;
Географические карты классифицируют по следующим признакам:
1. По пространственному охвату. Среди карт Земли, прежде всего, выделяют карты всей её поверхности – карты мира; при этом различают:
а) карты на двух полушариях (карты полушарий) и остальные карты мира (мировые карты);
б) отдельно карты суши и Мирового океана;
в) карты суши сначала делят на карты материков или их групп. Дальнейшее деление зависит от выбранного признака классификации.
г) по политико-административному признаку первую рубрику составляют карты государств или их групп, а следующую – карты их политико-административных подразделений (республик, областей, районов и т. п.).
д) по физико-географическому или экономическому признакам различают карты природных или экономических районов, сначала более крупных, затем более мелких. Карты Мирового океана делят на отдельные карты океанов или их группу и далее на карты морей, заливов и проливов.
2. По масштабу в РФ географические карты делят на:
а) крупномасштабные (1:200 000 и крупнее);
б) среднемасштабные (мельче 1:200 000 до 1:1000 000 включительно);
в) мелкомасштабные (мельче 1:1000 000). Реже граничными между первыми и вторыми считают карты масштаба 1:100 000. За рубежом другие классификации.
3. По содержанию используют несколько признаков:
4. В зависимости от уровня синтеза и типов явлений различают синтетические и аналитические карты:
а) синтетические карты дают целостную, интегральную характеристику изображаемого явления (системы), полученную с учетом слагающих их элементов или частей и связей между ними.
б) аналитические карты содержат лишь отдельные конкретные показатели явлений (систем). Пример первых – карта типов климата, вторых – карта годового хода температуры воздуха и осадков в виде графиков с кривыми в пунктах метеостанций. Часто на картах сочетаются типы характеристик, свойственных синтетическим и аналитическим картам. Например, на общеэкономических картах обычные характеристики сельскохозяйственных районов и характеристики промпунктов. В сущности, такие карты являются аналитическо-синтетическими или синтетическо-аналитическими.
5. Географические карты, показывающие несколько взаимосвязанных явлений или их элементов и притом каждое в своих показателях, называются комплексными картами.
6. По степени объективности и достоверности содержания различают 5 видов карт. Прежде всего – карты-наблюдения и карты-умозаключения.
а) карты-наблюдения или документальные содержат данные, полученные непосредственно в результате обследования (переписи, съемки).
Например, карты, полученные в результате геологической или почвенной съемок;
б) карты-умозаключения создаются путем обработки фактических данных и их интерполяции в соответствии с представлениями автора об изображаемом явлении, например, карта климатов земного шара;
в) если фактических данных недостаточно и карты строятся главным образом на основе предположений и гипотез, они называются гипотетическими картами, например, карта некоего исходного положения материков, иллюстрирующую гипотезу их дрейфа;
г) тенденциозные карты – показывают заведомо искаженную действительность, например, ради незаконных политических притязаний;
7. В зависимости от характера и степени практической направленности содержания различают следующие географические карты:
а) инвентаризационные (констатационные) – отображают объекты и явления в соответствии с их классификацией, учитывающей интересы данной области деятельности;
б) оценочные карты – показывают пригодность или эффективность использования природных или социально-экономических условий или ресурсов для тех или иных целей. По содержанию среди оценочных карт различают инженерно-географические, агрогеографические и карты условий жизни населения;
в) рекомендательные карты указывают способы или виды рационального использования указанных условий или ресурсов;
г) прогнозные карты показывают ожидаемое в будущем состояние, размещение и развитие известных или ещё не выявленных объектов и явлений (например, ожидаемое распределение по территории температуры воздуха и других метеорологических элементов или предполагаемые размещения и особенности месторождения полезных ископаемых).
8. По назначению: карты научно-справочные, учебные, навигационные, морские, лоцманские, карты рек, озер, каналов, аэронавигационные, кадастровые, дорожные, оперативные проектные, пропагандистские, туристские. Морские навигационные – для обеспечения судовождения и безопасного плавания судов. Они делятся на:
а) общие (с подразделением на генеральные в масштабе 1:500 000 и мельче; путевые в масштабе 1:100 000 – 1:50 000; частные в масштабе 1:25 000 – 1:75 000; плановые в масштабе 1:25 000 и крупнее);
б) специальные (для решения некоторых задач судовождения или для определения, например, промысловых целей). Общим морским навигационным картам по содержанию аналогичны лоцманские карты, предназначенные для обеспечения плавания по внутренним водным путям. Аэронавигационные карты необходимы для подготовки к полёту, его осуществления, контроля и его выполнения. Они делятся на: полетные в масштабе 1:200 000 – 1:4000 000, бортовые в масштабе 1:1000 000 – 1:8000 000, карты целей в масштабе 1:10 000 – 1:500 000 и специальные для решения некоторых задач (например, для определения места летательного аппарата). В более широкое понятие авиационные карты включают еще так называемые справочные авиационные карты: магнитных склонений, часовых поясов, звездные, климатические и другие. Кадастровые карты – предназначены для обеспечения организации эффективного использования и охраны сельского хозяйства, лесного хозяйства и городских земель с целью планирования производства, мелиорации земель и иных нужд. В рыночных условиях они служат главным образом для установления размера поземельного налога. На них даётся деление земель в зависимости от их качества, оцениваемого по тем или иным показателям.
Построение и анализ математических моделей по данным, снятым с карт; создание новых карт на основе математических моделей.
Словарь по географии . 2015 .
Смотреть что такое "картографическое моделирование" в других словарях:
Картографическое моделирование цифровое — Цифровое картографическое моделирование: процесс создания и использования цифровых картографических моделей. Источник: ГОСТ 28441 99. Картография цифровая. Термины и определения (введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 23.10.1999 N… … Официальная терминология
цифровое картографическое моделирование — Процесс создания и использования цифровых картографических моделей. [ГОСТ 28441 99] Тематики картография цифровая … Справочник технического переводчика
цифровое картографическое моделирование — 8 цифровое картографическое моделирование: Процесс создания и использования цифровых картографических моделей Источник: ГОСТ 28441 99: Картография цифровая. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Моделирование — Моделирование исследование объектов познания на их моделях; построение и изучение моделей реально существующих объектов, процессов или явлений с целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания явлений, интересующих… … Википедия
ГОСТ 28441-99: Картография цифровая. Термины и определения — Терминология ГОСТ 28441 99: Картография цифровая. Термины и определения оригинал документа: 5 (цифровое) картографическое обеспечение: Комплекс мероприятий, направленных на создание, хранение цифровой картографической продукции и выдачу ее… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
СССР. Естественные науки — Математика Научные исследования в области математики начали проводиться в России с 18 в., когда членами Петербургской АН стали Л. Эйлер, Д. Бернулли и другие западноевропейские учёные. По замыслу Петра I академики иностранцы… … Большая советская энциклопедия
Крючков, Всеволод Григорьевич — Крючков Всеволод Григорьевич Дата рождения: 21 сентября 1925 … Википедия
Комедчиков, Николай Николаевич — Николай Николаевич Комедчиков Дата рождения: 24 ноября 1959(1959 11 24) Место рождения: г. Вышний Волочёк, Калининская область, РСФСР Дата смерти: 24 октября … Википедия
Российский научно-исследовательский институт культурного и природного наследия имени Д. С. Лихачёва — (Институт Наследия) Тип Научно исследовательский институт Основатели Юрий Веденин Расположение Москва … Википедия
Читайте также: