Оперативнекартографування
Оперативне картографування — одна з гілок геоінформаційного картографування, суть його складають створення та використання карт у реальному чи близькому до реального масштабу часу з метою швидкого (своєчасного) інформування користувачів та впливу на хід процесу.
Реальний масштаб часу характеризує швидкість створення – використання карток, тобто. темп, що забезпечує негайну обробку інформації, що надходить, її картографічну візуалізацію для оцінки, моніторингу і конфолю будь-яких процесів і явищ, що змінюються в тому ж темпі.
У практичних ситуаціях оперативне виготовлення картографічних творів та доставка їх споживачам стають важливою і вирішальною умовою виконання завдання. Оперативні карти призначені для вирішення широкого спектру проблем, і перш за все для попередження (сигналізації) про несприятливі або небезпечні процеси, стеження за їх розвитком, складання рекомендацій та прогнозів, вибору варіантів контролю, стабілізації або зміни ходу процесу в різних сферах — від екологічних ситуацій до політичних подій
Слід розрізняти оперативні карти двох типів: одні розраховані на довготривале подальше використання та аналіз (наприклад, карти підсумків голосування виборців), інші — на короткочасне застосування для негайної оцінки будь-якої ситуації (наприклад, карти стадій дозрівання сільськогосподарських посівів).
Вихідними даними для оперативного картофафування є матеріали аерокосмічної зйомки, безпосередні спостереження та виміри, статистичні дані, результати опитувань, переписів, референдумів, кадастрова інформація. А ефективність оперативного картофафування визначається трьома факторами:
♦ надійністюавтоматичної системи, швидкістю введення та обробки даних, зручністю доступу до баз даних;
♦ гарною читальністю самих оперативних карт, простотою їхнього зовнішнього оформлення, що забезпечує ефективне зорове сприйняття в умовах оперативного аналізу ситуацій;
Глава XIV. Картографія та геоінформатика
Картографічні анімації273
♦ оперативністю розповсюдження карток та доставки їх споживачам, у тому числі з використанням для цього телекомунікаційних мереж.
Оперативне відображення стану та зміни явищ найтіснішим чином пов'язане з автоматизованим виготовленням динамічних карт. Вони дозволяють відобразити не тільки структуру, а й істоту явищ і процесів, що відбуваються в земній корі, атмосфері, гідросфері, біосфері і, що важливіше, в зонах їх контакту та взаємодії. Динамічний картографування, крім того, є найефективнішим засобом візуалізації результатів моніторингу.
Картографічні анімації
У традиційній картографії відомі три способи відображення динаміки явищ і процесів, їх виникнення, розвитку, змін у часі та переміщення у просторі (див. розд. 4.14 та 8.4):
♦ показ динаміки на одній карті за допомогою стрілок або стрічок руху, «наростаючих» знаків і діаграм, ареалів, що розширюються, ізоліній швидкостей зміни явищ тощо;
♦ показ динаміки за допомогою серій різночасових карт, знімків, фотокарт, блок-діаграм та ін., що фіксують стан об'єктів у різні моменти (періоди) часу;
♦ складання карт зміни станів явища (див. розд. 13.4), коли показується не сама динаміка, а лише результати змін, що відбулися (ареали змін).
Геоінформаційне картографування суттєворозширює можливості відображення динаміки геосистем, вводячи в практику картографічні анімації (5) (мультиплікації) - особливі динамічні послідовності карт-кадрів, що створюють при демонстрації ефект руху. Анімації міцно увійшли у повсякденне життя, вони стали настільки ж звичними, як космічні знімки та електронні карти. Добре відомим прикладом можуть бути телевізійні карти прогнозу погоди, на яких видно переміщення фронтів, областей високого та низького тиску, атмосферні опади.
Розроблено безліч технологій і методик отримання зображень, що рухаються. Створені особливі комп'ютерні програми, які містять модулі, що забезпечують різні варіанти і комбінації картографічних анімацій:
♦ переміщення всієї карти екраном;
♦ мультиплікаційні послідовності карт-кадрів або 3-мірних зображень;
♦ переміщення окремих елементів змісту (об'єктів, знаків) картою;
♦ зміна виду елементів змісту (об'єктів, знаків), їх розмірів, орієнтації, миготіння знаків та ін.;
♦ варіювання забарвлення (пульсація та дефілювання), зміна інтенсивності, створення ефекту вібрації кольору;
♦ зміна освітленості або фону, «підсвічування» та «затінення» окремих ділянок карти;
♦ панорамування, зміна проекції та перспективи (точки огляду, ракурсу, нахилу), обертання 3-мірних зображень;
♦ масштабування (зумування) зображення або його частини, використання ефекту «напливу» або видалення об'єкта;
♦ створення ефекту руху над картою («обліт» території), у тому числі з різною швидкістю.
Анімації можна демонструвати з нормальною (24 кадри на секунду), прискореною або сповільненою швидкістю. Звідси виникають абсолютно нові длякартографії проблеми тимчасової генералізації, вибору образотворчих засобів, вивчення принципів сприйняття читачами рухомих карток тощо.
Динамічні зображення додають традиційним статичним картам настільки необхідний дослідникам тимчасовий аспект. У зв'язку з цим виправдано запровадження поняттямасштабу часу (або тимчасового масштабу). У певному сенсі можна говорити про повільно-, середньо- та швидкомасштабні зображення, прийнявши такі співвідношення:
1:86 000 - одна секунда демонстрації анімаційної карти відповідає (округлено) однією добою; 1:600 000 - в одній секунді - один тиждень; 1:2 500 000 – в одній секунді – один місяць; 1:31 500 000 – в одній секунді – один рік.
274Глава XIV. Картографія та геоінформатика
Віртуальне картографування275
14.7. Віртуальне картографування
Подальший розвиток геоінформаційних технологій спричинив створення зображень, що поєднують властивості карти, перспективного знімка, блок-діаграми та комп'ютерної анімації. Такі зображення отримали назву віртуальних (від латів.\ШіаІз —можливий, потенційний). Цей термін має кілька смислових відтінків: можливий, потенційний, не існуючий, але здатний виникнути за певних умов, тимчасовий чи нетривалий, а головне — не реальний, але такий самий, як реальний, невідмінний від реального. У машинній графіці візуалізація віртуальної реальності передбачає передусім застосування ефектів тривимірності та анімації. Саме вони створюють ілюзію присутності у реальному просторі та можливості інтерактивної взаємодії з ним.
У картографіївіртуальні моделі розуміються як зображення реальних або уявних об'єктів, що формуються ііснуючі в програмно-керованому середовищі. Як будь-яке картографічне зображення, вони мають проекцію, масштаб і мають генералізованість. Сама ж віртуальна реальність це інтерактивна технологія, що дозволяє відтворювати реальні і (або) уявні об'єкти, їх зв'язки і відносини в програмно-керованому середовищі.
Вважається, що відмова від умовних знаків, прагнення надати віртуальним зображенням «натуральність», об'ємність, природне забарвлення та освітлення створює ілюзію реального існування об'єкта. Тим самим прискорюється процес комунікації і підвищується ефективність передачі просторової інформації.
Технології створення віртуальних зображень моноподібні. Зазвичай спочатку по топографічній карті, аеро- або космічному знімку створюється цифрова модель, потім тривимірне зображення місцевості. Його фарбують у кольори гіпсометричної шкали або поєднують з фотозображенням ландшафту і далі застосовують як реальну модель.
Однією з найпоширеніших віртуальних операцій є «обліт» отриманого зображення. Спеціальні програмні модулі забезпечують керування польотом: рух по обраному напрямку, повороти, розвороти, зміна швидкості,
Великомасштабні тематичні віртуальні зображення дають досить докладне уявлення про рельєф і ландшафт, геологічну будову, водні об'єкти, рослинний покрив, міста, шляхи сполучення тощо. Можливість інтеграції різної тематичної інформації в єдину модель — одна з головних переваг віртуального зображення. Пролітаючи та «зависаючи» над горами, можна детально розглянути терасованість їх схилів, провести морфометричні виміри, визначити характер ерозійних та зсувних процесів, а рухаючись над міськими територіями.оцінити особливості забудови та розподілу зелених масивів, спроектувати розміщення нових будівель та транспортних магістралей.
При віртуальному моделюванні часто використовують багаторівневу апроксимацію. За однією і тією ж цифровою моделлю рельєфу, ландшафту або рослинного покриву виконують кілька апроксимацій з різними рівнями детальності. Це дозволяє не обмежуватися збільшенням чи зменшенням масштабу, а переходити за необхідності інший рівень детальності. Так виникає своєріднамультирівнева генералізація.
Найбільше застосування віртуальні зображення мають при вирішенні таких практичних завдань, як моніторинг районів природного ризику, будівництво будівель та автострад, прокладання трубопроводів, оцінка забруднення середовища та поширення шумів від аеропортів тощо. Можливе використання аналогічних технологій у наукових та навчальних цілях, наприклад для створення середньо- та дрібномасштабних віртуальних зображень, у тому числі глобусів. На глобусах зображують, скажімо, природну зональність земної кулі, перебіг кліматичних процесів, сезонні зміни рослинного покриву та ландшафту, міграцію населення,
18*
276Глава XIV. Картографія та геоінформатика
рух транспортних потоків тощо. Сюжети віртуальних тематичних карт настільки ж різноманітні, як і традиційному картографуванні.
Електронні атласи
Створення капітальних атласів розтягується, як відомо, на довгі терміни, і головною проблемою стає їхнє старіння, нерідко ще під час підготовки. Електронні атласи – це вдала альтернатива паперовим. Вони дозволяють значно скоротити терміни складання, використовувати як носії компакт-диски, застосувати анімації та мультимедійні.засоби. Такі атласи містять карти високої якості, мають дружній інтерфейс і зазвичай мають хороші довідково-підскові системи.
Існує кілька типів електронних атласів:
♦«інтерактивні атласи*, в яких передбачені можливості змінювати оформлення, способи зображення і навіть класифікації явищ, що картографуються, збільшувати і зменшувати (масштабувати) зображення, отримувати паперові копії карток;
♦«аналітичні атласи», що дозволяють комбінувати та зіставляти карти, проводити їх кількісний аналіз та оцінку, виконувати оверлів, просторові кореляції, — по суті, цеГІС- атласи;
♦ атласи, розміщені в комп'ютерних телекомунікаційних мережах (див. розд. 15.3), наприкладІнтернет-атласи.В їх структурі крім карт та інтерактивних засобів обов'язково присутні ще й засоби пошуку додаткової інформації та карт у мережі.
Карти комплексних електронних атласів містять різні види інформаційних верств:
♦ багатофункціональні базові шари, що використовуються для багатьох карт; '
♦ аналітичні та синтетичні шари з конкретної тематики;
♦ тематичні верстви, що оперативно оновлюються. ,
Електронні атласи277
У більшості країн створено національні електронні атласи. Як правило, вони базуються на багатотомних паперових атласах, наприклад атлас Швеції включає 17 томів, Нідерландів — 20 томів, Фінляндії — 25 випусків, Іспанії — 40 випусків. Однак електронні атласи не завжди повторюють свої паперові прототипи саме через поточне оновлення карт, появу нових сюжетів і навіть часткову зміну структури.
Телекомунікаційні мережі279
Розділ XV