Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Система геозображень
|
|
Аналіз властивостей геозображень показує, що між різними їх видами часто немає чітких меж, вони утворюють єдиний ряд. Наприклад, немає принципових розходжень між звичайними і електронними картами, хоча на останніх можна переміщати знаки змінювати кольори. А від електронних карт можна перейти до анімацій. Так само існує плавний перехід від карт і фотокарт до знімків. При цьому поступово зникають або зменшуються одні властивості і з'являються інші. При переході від знімків до стереомоделей, фотоблок-діаграм і потім до рельєфних карт з'являється тривимірність і об'ємність геозображень.
Умовно систему геозображень можна представити у вигляді кругової діаграми, що передає досить плавні зміни властивостей, поступові взаємні переходи. Так, між картами і знімками можна розмістити ще перспективні карти, фотоплани і фотопортрети місцевості. Центральну частину діаграми займають найбільш складні графічні моделі, у різному ступені синтезуючі властивості карт, знімків, об'ємних і динамічних зображень. Це згадувані вище гіпергеозображення. З розвитком комп'ютерних технологій стає цілком реальною справою конструювання гіпергеозображень із заданими властивостями, наприклад із заздалегідь розрахованим освітленням і розподілом тіней і т.п.
Прикладом гіпергеозображень є моделі, отримані в процесі глобального моніторингу. Смуги космічного знімання, виток за витком покривають земну кулю, з'єднують («зшивають»), проводять їх геометричну корекцію, потім трансформують у задану проекцію для карт світу, зафарбовують в умовні кольори і надають їм властивості стероскопічності. В підсумку отримана модель має точність карти, детальність знімка і наочність стереомоделі. До того ж така електронна карта-знімок програмно керована і в міру надходження нових даних оновлюється в режимі реального часу, тобто набуває риси комп'ютерної анімації.
Прогрес в області вдосконалювання системи геозображень так само нескінченний, як і у будь-якій іншій сфері творчого пошуку. Виникають нові завдання, пов'язані з вибором оптимальних діапазонів космічного знімання, найбільш вигідних картографічних проекцій, нових образотворчих засобів, способів генералізації, з врахуванням особливостей зорового сприйняття динамічних зображень і т.п.
15.5. Графічні образи
Графічний образ - це те, що споріднює всі геозображення і поєднує їх у систему. Слово «образ» означає не тільки ідеальну форму відображення об'єктів у людській свідомості («ідеальний образ» у філософському трактуванні), але і вид, вигляд, наочне подання про об'єкт, його зовнішність, фігуру, обрис, подобу об'єкта і його зображення. В такому трактуванні «образ» майже синонімічний «зображенню», більше того, це однокореневі слова.
В математиці образом деякого елемента a вважається елемент b, в який даний елемент a відображається. При цьому a називають прообразом елемента b. Іноді функції багатьох змінних теж інтерпретуються як образ n-мірного простору. В задачах розпізнавання образів мова йде про виділення деякої узагальненої характеристики, про груповання сукупності об'єктів в заданий клас-образ.
Математичний підхід дає ключ до розуміння графічного образа як деякого характерного малюнка, конфігурації, структури, що зафіксувала реально існуючі природні або соціально-економічні об'єкти. Втім, малюнок геозображення може передавати і абстрактні структури, теоретичні побудови, концептуальні моделі.
Інакше кажучи, графічний образ на геозображені - це структура, що відображає реальну або абстрактну геоструктуру (геосистему), що є її прообразом. Це модель (знакова або іконічна), що дає вид, обрис, подобу геосистеми, її зображення.
Географи, геологи, ґрунтознавці та інші фахівці в галузі наук про Землю підкреслюють, що форма, морфологія геосистеми безпосередньо пов'язані з її генезисом, а сама структура графічного образа відбиває якісні і кількісні характеристики об'єкта. Графічний образ містить у собі таку просторову інформацію, що важко адекватно відтворити у вербальній або цифровій формі.
Вивчення ролі графічних образів у мисленні, і особливо у формуванні просторових знань і уявлень, стало предметом багатьох психологічних і психофізичних досліджень у картографії. Картографічний образ трактується як просторова знакова структура (комбінація, композиція), яка сприймається читачем або читаючим пристроєм.
Картографічні образи створюються відомими графічними засобами: формою знаків, їхніми розмірами, орієнтуванням, кольорами, відтінками кольорами, внутрішньою структурою. Аналогічно до цього на знімках графічний (фотографічний) образ створюється за рахунок форми, структури, текстури зображення, його кольорів і тонів. Але не тільки знаки і графічні образотворчі засоби формують графічний образ, величезну роль грає просторова комбінація знаків, їхнє взаємне розташування, розміщення їх у просторі, взаємна впорядкованість, об'єднання або взаємне накладення і інші відносини.
Будь-який графічний образ має властивості (рисунок), відмінні від властивостей (рисунка) його окремих знаків, що його сформували. Читачі карт, знімків і похідних від них геозображень порівняно легко орієнтуються в тисячах образів, вміло вибираючи з безлічі знакових комбінацій саме ті, які наповнені потрібним змістом, і відкидають з розгляду свідомо порожні, безглузді комбінації.
Важливо відзначити, що всі графічні образи, що існують на картах і інших геозображеннях, не є абстрактними. Просторові графічні комбінації можна оцінити картометрично і представити в кількісному вираженні, вказавши напрямок, відстань, площу, обсяг і т.п. Це, зокрема, забезпечує можливість математичного моделювання геозображень, а на більш високому рівні - автоматичного розпізнавання графічних образів.
Уявлення про графічні образи отримали найбільший розвиток в картографії. Вона виявилася найбільш просунутою щодо цього, оскільки картоскладання завжди націлено саме на оптимізацію картографічних образів, а використання карт - на їхнє виявлення (розпізнавання, перетворення) і аналіз. Із цим безпосередньо пов'язане розуміння сутності картографічної інформації. Теоретичні дослідження показали, що картографічна інформація є результатом взаємодії картографічних образів і читача карти.
Таким чином, картографічна інформація - це не навантаження карти, не кількість знаків, не ймовірність їхньої появи або ступінь різноманіття, а результат сприйняття картографічних образів. Інформація виникає лише в системі «карта — читач карти» або «карта — пристрій, що розпізнає цю карту». Це можна представити у вигляді виразу: картографічні знаки формують просторові картографічні образи, а ті, у свою чергу, є джерелом картографічної інформації.
15.6. Розпізнавання графічних образів
Графічний образ на карті або знімку - це рисунок, візерунок або модель. Розпізнавання образів означає впізнавання, розпізнання саме графічних рисунків, візерунків на геозображеннях.
Багаторічний досвід використання карт, знімків та інших геозображень свідчить про те, що графічні образи - основне джерело інформації.
Використання карт, дешифрування знімків, аналіз екранних зображень - це завжди розпізнавання і аналіз графічних образів, їхнє вимірювання, перетворення, співставлення і т.п.
На рис. 15.1 досить обмеженими графічними засобами дані зображення трьох міст. Образотворчі засоби однакові, але графічні образи різні. Читач легко відрізнить радіально-концентричне планування міста з яскраво вираженим старим центром, кільцевими магістралями і великими новими окраїнами від прямокутних упорядкованих кварталів нового міста, зведеного за єдиним планом, і від характерної вузької і протяжної смуги іншого, розташованого на березі найбільшої ріки і всім своїм виглядом пов'язаного з нею.
Графічні образи, просторові структури, конфігурації міст на наведеному рисунку надзвичайно інформативні. У них відображені географічне положення, рельєф місцевості і ландшафт, історія розвитку міст, їхні функціональні типи, вони містять сховану інформацію про умови життя в містах і особливостях міського середовища. Все це досвідчений дослідник визначить, аналізуючи графічні образи і асоціативно залучаючи весь арсенал своїх історико-географічних пізнань. Самі графічні образи наштовхують його на це, вони характерні, розпізнавані і саме тому високо інформативні.
Рис. 15.1. Графічні образи міст.
Фахівці в області наук про Землю часто навмисно схематизують геозображення, прагнучи одержати простий і чіткий графічний образ, що виявляє просторову структуру досліджуваного об'єкта, щоб таким шляхом краще зрозуміти його генезис. Типовим прикладом є дослідження геофізичних полів. Як правило для розуміння будови земної кори важливі не стільки абсолютні значення геофізичних аномалій, скільки їхні характерні конфігурації. Вони є діагностичною ознакою, що вказує на генезис або етап розвитку тієї або іншої області на земній кулі.
Інформація, яку дає будь-яке геозображення, є результатом сприйняття і аналізу графічних образів. Їхнє розпізнавання завжди зводиться до встановлення відповідності між конкретними об'єктами і елементами деякого признакового простору, що характеризує весь клас об'єктів. В загальній теорії розпізнавання образів мова йде про систему вирішальних правил, якідозволяють на основі деякого апріорного набору ознак (номінальних, метричних, імовірнісних, структурно-топологічних і ін.) віднести даний графічний образ до того або іншого класу (еталону).
У картографії і дистанційному зондуванні накопичений чималий досвід розпізнавання і дешифрування геозображень. При цьому завжди спочатку потрібно визначити параметри образів, обрати підстави для їхньої класифікації, а потім вибрати найбільш інформативні ознаки. Далі необхідно звернутися до систем вирішальних правил, які дозволяють віднести кожен досліджуваний образ до того або іншого класу. Звичайно досвідчений дослідник більш-менш успішно справляється із завданнями такого роду.
В перспективі автоматизоване розпізнавання графічних образів на геозображеннях повинне опиратися на:
· каталоги (банки) характерних і чітко помітних еталонів графічних образів природних і соціально-економічних явищ;
· формалізовані описи графічних образів, їхньої структури і ознак;
· об'єктивні міри подібності-розходження графічних образів з еталонами і між собою (картометричні, морфометричні, фотометричні, ймовірносно-статистичні та ін.);
· вирішальні правила інтерактивної (людино-машинної) класифікації графічних образів.
Тема 16. ГЕОІКОНІКА
16.1. Теорія геозображень
|
|