16.4. Генералізація геозображень

Генералізація - невід'ємна властивість всіх геозображень. Теорія і методи картографічної генералізації розробляються давно, докладно досліджені її принципи, точність, суб'єктивні фактори, формальні критерії і т.п. Генералізація аерокосмічних геозображень вивчена недостатньо, тому що вона довго не визнавалася як така (у порівнянні з картографічною), що має механічний, нетворчий характер. В аерофототопографії, а згодом і у космічному зондуванні науковому осмисленню генералізації приділялося мало уваги.

Проблеми теоретичного обґрунтування генералізації виникли у зв'язку із впровадженням автоматики. Нові проблеми виникли з появою динамічних геозображень. Генералізація набула ще одного виміру - тимчасового.

Розгляд геозображень з позицій геоіконіки показує, що картографічна генералізація не єдиний вид генералізації, вона існує і в інших видах і варіантах.

Нагадаємо, що картографічна генералізація - це відбір, узагальнення, виділення головних, типових рис зображуваних на карті об'єктів відповідно до призначення, масштабу, змісту карти та особливостей території, яка картографується. Завдяки генералізації карта не є простою копією об'єкта. Вона «проходить» через голову і руки картографа і несе в собі відбиток його уявлення про об'єкт, знання, наукового досвіду. Оперуючи філософськими категоріями, можна сказати, що генералізована карта - це суб'єктивний образ об'єктивної дійсності.

Дистанційна генералізація - це геометричне і спектральне узагальнення зображення на знімках (аеро-, космічних, наземних, підводних), обумовлене комплексом технічних факторів (методом знімання, її висотою, спектральним діапазоном, масштабом, роздільною здатністю) і природними особливостями (характером місцевості, атмосферними умовами і ін.).

Генералізацію даного виду називають по-різному: оптичної, фотографічної, космічної, механічної і т.п. Вона виникає, насамперед, за рахунок збільшення висоти, коли багато об'єктів стають просто нерозрізнені. Інакше кажучи, зі зменшенням масштабу зменшується і роздільна здатність знімка, його властивість роздільно відтворювати дрібні деталі місцевості. Крім того, чим вище піднята знімальна апаратура, тим товстіший шар атмосфери, тому земні об'єкти розрізняються менш чітко, обриси їх стають розмитими, контрасти слабшають, а деякі малоконтрасні об'єкти зливаються.

При дистанційній генералізації інтегруються (синтезуються) спектральні і геометричні характеристики об'єкта, а зміна детальності зображення приводить до перебудови його структури. На космічних знімках дрібного масштабу генералізація буває настільки сильна, що стають чітко видні великі (планетарні) блоки літосфери і біосфери, проявляються границі природних зон і навіть макроелементи соціально-економічної інфраструктури.

Дистанційна генералізація - механічний процес, хоча деякою мірою його можна контролювати, наприклад, міняючи технічні параметри знімання, підбираючи ті або інші діапазони, чутливі матеріали і знімальну апаратури.

Динамічна генералізація - механічне (анімаційне) узагальнення зображення, що дозволяє простежувати головні, найбільш стійкі в часі закономірності, типові довгострокові тенденції розвитку явищ за рахунок зміни швидкості демонстрації фільмів і анімацій.

Принцип динамічної генералізації, обумовлений швидкістю зміни кадрів, є простим, але його ефект ще недостатньо вивчений. Суть полягає в тому, що при швидкій демонстрації анімації короткоперіодичні зміни швидко промайнуть на екрані і глядач побачить лише довгострокові зміни, а при повільній демонстрації, навпаки, динамічні процеси можна розглянути у всіх деталях. Таким чином, динамічна генералізація додає до картографічної і дистанційної ще один аспект - тимчасовий, дуже корисний для вивчення структури і динаміки географічного простору.

Нарешті, як особливий вид виділяється автоматична (логіко-математична), або «машинна» генералізація, що виявляється у формалізованому відборі, згладжуванні і фільтрації зображення відповідно до заданих формальних критеріїв.

Згладження спрощує обриси звивистих контурів, ізоліній і розчленованих поверхонь. Залежно від прийнятих параметрів (згладжуючих функцій, кроку усередниння) можна отримати лінії і поверхні різної гладкості. Для тих же цілей застосовують апроксимуючі функції, за допомогою яких отримують поверхні тренда, по суті це те ж згладжування. Аналогічний зміст мають і процедури фільтрації, коли вихідне зображення як би пропускається через сито з комірками (вікнами) різної крупності, створюючи ефект генералізації. Процес автоматичної генералізації добре піддається керуванню, але в нього важко вводити неформальні оцінки, змістовні ціннісні параметри.

Отже, всі геозображення мають ту або іншу генералізацію, хоча вона проявляється в різних видах і варіантах. Плани, карти і похідні від них геозображення будь-якого масштабу піддаються картографічній генералізації, знімки - дистанційній, анімації - динамічній, а комп’ютерно оброблені або перетворені геозображення - автоматичній генералізації. Комбіновані геозображення, приклади яких наведені в табл. 16.4, поєднують в собі різні види генералізації. Наприклад, фотокарти володіють і картографічною, і дистанційною генералізацією, а перетворені космічні знімки – автоматичною і дистанційною.

Особливим комбінованим видом є інтерактивна генералізація, що поєднує змістовні принципи картографічної генералізації і формальні логіко-математичні прийоми.

Таблиця 16.4