ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ

ВАЖНОСТЬ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ ОПЫТ КОМПЛЕКСНЫХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ОПЫТ СИСТЕМНОГО ТЕМАТИЧЕСКОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ ВЫБОР БАЗОВОЙ КАРТЫ

ВАЖНОСТЬ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО ОБОСНОВАНИЯ В настоящее время на фоне повсеместного стремительного прогресса программно-аппаратного и информационного обеспечения ГК становится заметнее отставание его содержательного географического обоснования. Разработчики ГИС упускают из вида, что имеют дело с системами не просто обозначения пространственности и территориальности в узком смысле слова, а свидетельство комплексности и геосистемности ГИС-технологий. Развитие ГИС и ГК дает возможность географии стать основой передовой научной технологии, базой для развития геонформационной (географической информационной) индустрии. В результате география могла бы оказаться одним из стержневых направлений, базой информатизации общества на всех уровнях: от органов государственного управления до малых научно-исследовательских лабораторий. Для осуществления вышеуказанной цели необходимо сосредоточить усилия географов не столько на аппаратно-программном, сколько на именно географическом обеспечении ГИС-технологий и ГК.

ОПЫТ КОМПЛЕКСНЫХ ГЕОГРАФИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ 1. Методы географического моделирования геосистем и их компонентов. 2. Методы географической индикации

МЕТОДЫ ГЕОГРАФИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОСИСТЕМ И ИХ КОМПОНЕНТОВ. Методы географического моделирования геосистем и их компонентов включает моделирование структуры, динамики, взаимосвязи, функционирования геосистем в пространстве и времени. Моделирование неотрывно от методов районирования классифицирования, структурного, и типологического анализа, а также от приемов выявления типовых коррелятивных взаимосвязей, ведущих факторов размещения и развития объектов и процессов. Многие из географических методов моделирования и районирования нашли продолжение и развитие в ГИС- технологиях оверлея, тренданализе, пространственном корреляционном анализе, кластеризации и др.

Тренданализ (Климатическая карта)

- Принципы географической интерполяции и экстраполяции позволяют продолжать выявленные закономерности (связи, тенденции развития и др.) в будущее время, на неизвест­ную территорию, на неизученный объект, что особенно важно для географического прогноза и мониторинга; - Приемы ключевых исследований позволяют значительно сокращать объемы работы, проводя детальное изучение лишь в пределах эталонных участков. Ключевые исследования по сути обеспечивают выполнение контролируемых автоматических классификаций (кластеризаций) и распознавание объектов. При этом их точность находится в непосредственной зависимости от гео­ графической репрезентативности выбранных ключей (эталонов). Особо стоит вопрос о географически обоснованном выборе раз­меров ключей для географически однородных территорий.

Интерполяция

Экстраполяция

- Принципы комплексирования и оптимизации набора источников информации - карт, снимков, полевых наблюде­ний, статистических данных и др. и приемов их анализа - это од­но из достижений методики географических исследований.. К со­ жалению, компьютерные технологии ослабили внимание к про­блеме установления рационального комплекса методов и моде­лей. Нередко ставится задача ввода в ГИС всей доступной ин­формации, максимально полного использования всех имеющих­ся в распоряжении источников, невзирая на их избыточность, взаимозависимость или даже противоречивость. Повышение на­дежности ГИС и ГК требует разработки географически достовер­ных критериев рационального, т.е. целесообразно ограниченного комплекса данных и набора методов.

МЕТОДЫ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИИ Методы индикации, давно и широко применяемые в ком­плексных географических исследованиях, имеют особое значение для ГК и ГИС-технологий. Индикация позволяет по совокупности характерных внешних признаков судить о явлениях, скрытых от непосредственного наблюдения. Ландшафтно-индикационные методы эффективны при картографировании почв и ландшафтов, выявлении ареалов заболеваний и поиске полезных иско­паемых, обнаружении радиоактивного загрязнения и зон текто­нических разломов, оценке качества грунтовых вод и изменений климата.

Наиболее значимые индикационные признаки рисунок изображения, его морфологический облик, структурно- текстурные особенности и топологические характеристики. По сути дела, речь идет о принятии решений относительно наличия и свойств какого- либо объекта по набору косвенных признаков, представленных на картах и снимках задача типичная для ГИС-технологий. Инди­кационные признаки обычно носят качественный характер, однако, для ГК актуальна разработка количественных вероятностных индикаторов, что повысит надежность индикации. Индикационные подходы тесно связаны с ключевым анали­ зом, методами интерполяции и экстраполяции, с районированием. Они позволяют увязать структурно- морфологические и гене­тические аспекты картографирования. Поэтому следует ожидать, что географическая индикация окажется исключительно полез­ ной, прежде всего, для формирования баз знаний, разработки правил и методик принятия решений и, следовательно, для географического обеспечения ГК в целом.

Сходства и аналогии между системными географическими произведениями (прежде всего, атласами) и ГИС прослеживаются по многим линиям. Те и другие имеют разный пространственный охват (от глобального до муниципального), тематику (геологические, экологические и т. п.), назначение (научно­справочные, учебные, навигационные и др.), они могут быть комплексными или узко отраслевыми, иначе говоря, проблемно ори­ентированными. Общая структура ГИС, отдельных блоков и слоев информации во многом повторяет структуру атласов и их разде­лов. Нередко ГИС имеют своим прототипом традиционные бумажные атласы, либо создаются, как продолжение и расши­рение электронных атласов.

При географо-картографическом обосновании ГИС на стадиях их проектирования и создания все эти условия остаются в силе, хотя имеют разное значение. Например, гео­метрическое согласование по проекциям и масштабу - достаточно легко решаемая задача, тогда как увязка тематического содержа­ния разных слоев в процессе электронного картосоставления - узловая и наиболее сложная проблема. От нее зависят надеж­ность ГИС и достоверность принимаемых решений. Географическое согласование слоев в ГИС предусматрива­ет взаимную увязку отдельных элементов географической осно­вы, основы и тематического содержания, однородных элементов тематического содержания друг с другом, тематических слоев между собой и т.д.

Согласование предполагает учет комплекса закономерностей (зональных, гипсометрических, струкгурно- литологических, ландшафтных, почвенно-геохимических и иных), увязку тематического содержания вдоль границ разного типа (контактных, барьерных, переходных и др.), по структурным линиям и природным рубежам, Все это требует основательного освоения богатейшего опыта докомпьютерной географической картографии. Необходимо подчеркнуть, что требование взаимного согласования ни в коей мере не означает необходимости добиваться полного совпадения контуров на разных тематических слоях ГИС. Опыт использования сетки природных контуров, применявшейся при составлении некоторых комплексных атласов, показывает, что такой подход ведет к искусственной увязке элементов содержания, к пересогласованию тематических карт. Реальные взаимосвязи компонентов геосистем неоднозначны и, нередко, стохастичны. Они предполагают смещение одних элементов относи­тельно других в пространстве и времени, включение и срезание одних контуров другими, даже разную дробность взаимосвязан­ных компонентов. Все это еще раз свидетельствует о ключевой роли географического анализа, который один только дает воз­ можность отличить сложные природные закономерности от ошибок несогласованности слоев ГИС.

ВЫБОР БАЗОВОЙ КАРТЫ С проблемой согласования неразрывно связан и выбор гео­графической основы и базовой карты, которые служат каркасом для географической привязки и координирования всех данных, поступающих в ГИС, взаимного совмещения информационных слоев и последующего анализа с применением оверлейных про­цедур. В зависимости от тематики и проблемной ориентации ГИС в качестве базовых могут быть избраны следующие основы:

- карты административно-территориального деления; - топографические и общегеографические карты; - кадастровые карты и планы; - фотокарты, ортофотопланы и фотопортреты местности; - ландшафтные карты; - карты природного районирования и схемы природных кон­туров; - карты использования земель. - Возможны и комбинации этих основ, например, ландшафт­ных карт с топографическими, где рельеф передан горизонталя­ми, или фотокарт с картами использования земель и т.п.

В каждом конкретном случае выбор и дополнительная подготовка базовой карты (например, ее разгрузка или нанесение дополнительной информации) составляют центральную задачу этапа предпроектного географо­ картографического обоснования ГИС и ГК. В настоящее время проработки такого рода единичны.