3. Генералізація

Генералізація в ГІС – набір процедур класифікації й узагальнення, призначених для відбору й відображення картографічних об’єктів відповідно до масштабу змісту і тематичної спрямованості створюваної цифрової карти.

Генералізація – це узагальнення геозображень дрібних масштабів щодо більших, яка здійснюється в зв’язку з призначенням, тематикою, вивченістю об’єкта або технічних умов одержання самого геозображення. Це усунення занадто дрібних або малозначущих деталей при зменшенні масштабу карти.

Відносно моделювання генералізація може розглядатись як група методів, що дозволяє зберегти інформативність навіть при зменшенні об’єму даних.

Розрізняють генералізації:

• картографічну,

• дистанційну,

• автоматичну або алгоритмічну і

• динамічну.

Картографічна генералізація (cartographic generalization) – процес відбору та узагальнення зображуваних на карті об’єктів і явищ за певними правилами з урахуванням призначення та масштабу карти, а також особливостей території картографування.

Інакше кажучи, картографічна генералізація полягає у використанні відповідних графічних (умовних) знаків, їх упорядкування на карті, яка дозволяє читачеві побачити за їх графічними формами головні типові риси і характерні особливості відображуваних об’єктів та явищ без деталей, що їх затінюють (рис. 2.3).

Картографічна генералізація необхідна і здійснюється при створенні карт будь-якого масштабу, в тому числі й найкрупнішого. Вона застосовується і тоді, коли призначення знову створюваних карт вимагає істотного узагальнення (і спрощення) їх змісту порівняно з вихідними картами у тому ж масштабі. Наприклад, при створенні настінних навчальних карт потрібна наочність, тобто спрощення зображення, укрупненість умовних знаків і шрифтів, більша яскравість фарб, ніж для настільних карт, що пояснюється умовами використання карт у класі на значній відстані при їх демонстрації.

1:10 000	1:25 000
1:50 000	1:100 000	1:1 000 000

Рис. 2.3. Приклад картографічної генералізації

Основні прийоми генералізації включають відбір об’єктів і характеристик, узагальнення їх якісних і кількісних ознак, спрощення або схематизацію, контурів.

Відбір явищ, що підлягають картографуванню, полягає у виключенні з карти-основи тих елементів, які є надлишковими і неважливими на заново створюваній карті. Зберігаються тільки ті елементи, які є істотними для розкриття змісту карти, відповідають її призначенню і масштабу. Іноді при цьому вводять ценз відбору, тобто встановлюють кількісні або якісні межі відбору. Наприклад, на політичній карті світу можна показати тільки столиці держав (ценз відбору – столиці), можна показати і всі міста з населенням понад 1 млн жителів тощо.

Узагальнення кількісних і якісних ознак полягає в менш детальному показі відмінностей об’єктів, укрупненні інтервалів шкал виміру величин показників, а також скорочення якісних відмінностей об’єктів.

Спрощення контурів – це схематизація геометричних обрисів (контурів) об’єктів і явищ, що зображуються на карті, при збереженні істотних і необхідних особливостей форм та взаємного положення об’єктів картографування і їх частин. Чим дрібніший масштаб створюваної карти, тим більше спрощуються контури, в крайньому разі, відбувається заміна контуру об’єкта позамасштабним знаком, наприклад, кружечком.

При формуванні цифрових карт у просторових базах даних ГІС процедура генералізації може виконуватись автоматично шляхом формування укрупнених контурів і поглинання дрібних, при цьому можна задавати певні параметри, які будуть забезпечувати задану генералізацію. Рівень генералізації цифрових карт визначається також обраним масштабом.

Дистанційна генералізація (remote sensing generalization, optical generalization) – геометричне та спектральне узагальнення зображення на знімках, що виникає внаслідок комплексу технологічних факторів (метод і висота зйомки, спектральний діапазон, масштаб, розрізнення) і природних особливостей (характер місцевості, атмосферні умови тощо).

Автоматична, або алгоритмічна, генералізація (automated generalization,algorithmic generalization) – формалізований відбір, згладжування (спрощення) або фільтрація зображення відповідно до заданих алгоритмів і формальних критеріїв.

Динамічна генералізація (dynamic generalization) – механічне узагальнення анімацій, що дозволяє спостерігати головні, найбільш стійкі в часі об’єкти і явища за рахунок зміни швидкості демонстрації анімацій.

Генералізація просторових даних (spatial data generalization), – узагальнення позиційних і атрибутивних даних про просторові об’єкти в ГІС в автоматичному або інтерактивному режимах з використанням операторів генералізації (генералізаційних операторів (generalization operators), їх наборів або послідовностей, частина з яких має відповідність у прийомах і методах картографічної генералізації. Серед основних з них: спрощення (simplification); згладжування (smoothing); зменшення товщини ліній (line thinning); розрядка, тобто усунення надлишкових проміжних точок у цифровому запису ліній (line weeding); відбір (reselection); декласифікація (reclassification); агрегування (aggregation), зокрема, об’єднання суміжних полігонів з усуненням границь між ними (polygon dissolving / merging); злиття (amalgamation); маскування (masking); переривання ліній (omissing); перебільшення розміру або форми (exaggeration); зменшення мірності об’єктів, або згортання.

Оператори генералізації просторових даних можуть застосовуватись глобально (до шару в цілому) або локально (до фрагмента шару, сегмента лінії тощо), обслуговувати суто графічні (позиційні) або структурні перетворення даних.

Втручання користувача в процес автоматичної генералізації просторових даних зазвичай переслідує мету індикації й усунення графічних конфліктів у відображеннях однотипних і різнотипних об’єктів шляхом їх зміщення, або переміщення (displacement), мінімізації синергетичних ефектів при багаторазовому застосуванні однотипних або послідовному – різнотипних операторів, зменшення або усунення геометричних і топологічних похибок, контролю цілісності даних і непорушності зв’язку позиційної та атрибутивної частин даних.