Генерализация как обобщение

Задача картографической генирализации состоит в выборе основных сторон и показателей характеристик явлений, которые картографируются, существенных для темы и назначения карты, и, в отличае от научного обобщения, картографическая генерализация природных явлений, которая основывается на изучении природного комплекса, выделяет основные, типичные признаки и особенности в размещении явлений, в их пространственных соотношениях и связях относительно поверхности Земли.

Конструктивная идея выражена О. Ф. Асланикашвили. По ней, картографическое обобщение направлено на выяснение содержания действительности, которая картографируется, и, в отличие от картографической формы абстрагирования, не является специфически- картографическим, поскольку осуществляется логическим путем: "... для большей точности картографическую форму обобщения можно квалифицировать как картографическую форму отображения результатов логического обобщения содержания предметов, которые отображаются через их конкретное абстрагированное пространство".

В любом случае обобщение связывается с проблемой научной классификации исследуемых объектов, поскольку отнесение содержания предмета к менее детальной схеме классификации или к ближайшей, более общей степени классификационной схемы, реально лишь при наличии соответствующих схем. В географии эта проблема непосредственно связана с разработкой легенды карты.

Обычным путем обобщения является поиск общего для определенного множества единичных предметов признака, который характеризует каждый член данного множества. При таком индуктивном обобщении происходит переход от менее общего и менее абстрактного к более общему и более абстрактному. Однако и такое обобщение имеет в своей основе предыдущее абстрагирование предметов картографии. Это — традиционный путь для создания общегеографических карт. В тематическом картографировании отчасти возникает ситуация, когда исходят не из абстрагированного и обобщенного изображения территории, а из фактического материала непосредственного наблюдения. При этом, как правило, нет готовой классификационной схемы, в которой следует только отыскать место для предметов картографирования. В этом случае необходимо выявить содержательное общее, которое должно выступать базисом для создания новой классификационной схемы или для пополнения уже существующей. Легенда же превращается из просто классификационной схемы в модель природных явлений, без которой невозможно создание собственно картографической модели. Именно к такой легенде, которая формируется на основе выявления содержательного общего предмета картографирования, можно отнести высказывание В. С. Преображенского: "Легенда карты — это тот брусок, на котором оттачиваются принципы и методы систематизации природных комплексов".

В случае индуктивного обобщения предварительно строятся классификационные схемы качественных, количественных и структурных определений всех элементов содержания объектов картографирования. Таким путем происходит формирование новой обобщенной легенды будущего содержания карты. Обобщением содержания называют процесс перехода от менее к более общим качественным, количественным и структурным характеристикам. Во время обобщения качественных признаков используют переход от более низких степеней классификации к более высоким и замену детальной классификационной схемы менее детальной. При обобщении количественных признаков обращаются к переходу от абсолютной непрерывной шкалы к абсолютной ступенчатой, к укрупнению ступеней шкалы, к увеличению ценза, или "веса", знака, к увеличению учетных территориальных единиц. При обобщении структурных признаков применяют укрупнение структурных и объединение качественно отличных единиц по определенным общим признаком.

Следовательно, современная концепция генерализации предусматривает единство процессов обобщения и абстрагирования при создании картографической модели. Единство обобщения содержания предметов картографирования с процессом абстрагирования их пространства предоставляет логическому приему обобщения специфическую картографическую форму. Кроме того, происходит взаимопроникновение этих двух приемов: абстрагирование пространства включает в себя момент обобщения, а базисом для обобщения содержания всегда выступает обобщающая абстракция. Именно такое представление является не только основой процесса генерализации, но и методологическим фундаментом всего картографического моделирования.

Масштаб карты

Существует два взаимосогласованных понятия масштаба карты: основной и частичный. Под первым понимают отношение длины какой-либо линии на глобусе (модели), на основе которой строится данная карта, к соответствующей длине линии на земной поверхности (объекте картографирования). Этот масштаб для каждой карты постоянен и показан постоянным числовым значением. В отличие от него масштаб частичный, который показывает отношение длины на карте к длине соответствующей линии на объекте картографирования, не является постоянной величиной, а изменяется от точки к точке в пределах одной карты. Частичный масштаб зависит от типа картографической проекции и фактически показывает уменьшение объекта с искажением. При тематическом картографировании много проблем так или иначе связаны с масштабом, причем трактовка его, которая подается в математической картографии, оказывается недостаточной. Так, распространено представление о том, что масштаб геологической карты не является масштабом той топографической основы, на которой карта начерчена. В связи с этим появляется потребность в более основательной концептуальной базе понятия "масштаб". Такую базу предложил

О. Ф. Асланикашвили, который масштаб связывает, с одной стороны, с картографической абстракцией, а с другой — с картографическим обобщением.

Существует двусторонняя взаимная связь между абстрагированием пространства в картографии и уменьшением объекта в изображении: уменьшение объекта в изображении вызывает необходимость абстрагирования, а абстрагирование — необходимость уменьшения. Поэтому не достаточно сказать, что причиной генерализации, составной частью которой выступает абстрагирование, является необходимость уменьшения размеров предметов картографирования как условие его абстрагирования. Отсюда вытекает, что масштаб уменьшения создает определенный режим абстрагирования: мелкий масштаб указывает на сравнительно высокую степень абстрагирования, крупный — на более низкую. Более полное отображение действительности, которая картографируется, достигается меньшим абстрагированием, и наоборот.

В данном случае речь идет о масштабе пространства, поскольку картографическое абстрагирование направлено именно на конкретное пространство предметов картографирования, но не на их содержание, которое также представляется в определенном масштабе, связанном с масштабом пространства, но не тождественном ему. Поэтому появляется необходимость введения понятия масштаба содержания, что особенно важно для тематических карт. Именно масштаб содержания имеют в виду географы, когда говорят о его отличии от масштаба топоосновы.

Поскольку карта отображает не только пространство той или другой стороны содержания объекта, но и отражает соответственно обобщенную характеристику содержания предметов картографирования, постольку возникает необходимость ввести понятие масштаба содержания — показателя детальности на карте содержания любого объекта, пространство которого отображается. Масштаб содержания является показателем степени обобщения содержания в карте, поэтому точность карты выступает функцией масштаба содержания. Масштаб пространства — показатель степени абстрагирования. Одно из основных заданий картографии — нахождение оптимального соотношения между системами масштабов пространства и масштабов содержания.

В конкретном плане проблема масштаба содержания вполне оправданно проявляется при генерализации классификаций объектов, которые используются как легенды. В процессе генерализации появляется необходимость перехода от более детальной схемы классификации к менее детальной, то есть перехода от крупного масштаба содержания к мелкому. Этот переход может быть выражен отношением числа классификационных единиц обобщенной схемы классификации к числу таких единиц необобщенной классификации. Это и будет выраженная числом величина масштаба содержания. Асланикашвили объясняет это таким примером. В "Фізико-географическом атласе мира" информационная вместимость карт намного больше, чем в "Большом советском атласе мира". В частности, количество условных обозначений на геологической карте мира, вмещенной в первом, больше в три раза, по сравнению с вмещенной во втором атласе, на карте полезных ископаемых — в два, на почвенной — в три, на карте растительности — в четыре раза и т.д. В то же время масштабы этих карт (подразумевается масштаб пространства) почти не отличаются. Это указывает на тот факт, что обобщение содержания карт зависит от степени изученности исследуемых явлений. В связи с понятием масштаба содержания становится понятным, почему на некоторых тематических картах в масштаб карты включают такие показатели, как меру ее точности, показатель изученности, качество и количество информации, изображенной на карте, меру картографической генерализации и охват территории. Эти данные с разных сторон характеризуют содержание объекта картографирования и поэтому действительно входят в масштаб содержания, которое следует считать показателем подробности содержания, которое отражается на карте.

На основе проведенного анализа можно сделать такие выводы. Генерализация в картографии — это отбор главного, существенного, типичного на карте, осуществляемый на основе абстрагирования пространства предметов картографирования и его обобщения соответственно целевому назначению карты. Специфика картографического познания заключается в единстве процессов абстрагирования конкретного пространства и обобщения содержания этого пространства в отображении. Если абстрагирование пространства осуществляется в картографии графически, языком карты, то обобщение содержания достигается логически, через содержание легенды.

В географических картах содержание объектов картографирования обобщается при создании легенды, которая представляет собой определенную классификационную систему природных объектов. Причем эта классификация не является застывшей, готовой, но и сама развивается в процессе картографирования.

Взаимодействие в процессе картографирования абстрагирования и обобщения обусловило существование двух категорий масштабов: масштабов пространства и показателей степени абстрагирования пространства предметов картографирования и масштабов содержания как показателей степени обобщения содержания этих предметов. Поскольку картографическое абстрагирование и обобщение, невзирая на свое единство, направлены в разные стороны, в процессе картографирования возникает противоречие между ними. по заданному для карты масштабу предметы картографирования, которые имеют малую протяжность, должны быть изъяты из создаваемой карты. Но часто по содержательному значению необходимо показать именно такие предметы на карте. Данное противоречие решается путем сложной операции масштабами пространства и содержания с максимально возможным сохранением адекватности пространства и содержательных значений предметов картографирования.

Решающее значение для проблем генерализации карты имеет масштаб содержания, представление о котором пока еще недостаточно разработано в картографической литературе. Особенно велика роль этого понятия в тематическом картографировании.

Виды генерализации

В картографии существует представление, что основными видами генерализации является: отбор явлений, которые картографируются, упрощение плановых очертаний изображаемых объектов, обобщение их количественных и качественных характеристик, замена отдельных объектов их сборными обозначениями. В данном случае речь идет о конкретных способах генерализации. Ж. Бертран говорит о двух видх картографической генерализации — структурную и концептуальную, а Л. Ратайський — качественную и количественную.

При структурной генерализации сохраняется характер размещения явлений и принятые способы изображения. Л. Ратайський разделяет этот вид генерализации на генерализацию формы и генерализацию содержания. Пространственное моделирование заключается в уменьшении изображения действительности посредством масштаба пространства при сохранении структуры пространственных соотношений. Генерализуються такие структурные характеристики, как расстояния, направления и очертания. Генерализация расстояния и напрямую приводит к все более общему, менее детальному и менее точному обозначению положения объектов. Генерализация очертаний, или упрощения формы, связана с выравниванием всяких линий на карте, каждая из которых приближается к более простым очертаниям. Здесь применяются уже принципы масштаба содержания: в некоторых случаях не беруться во внимание относительно большие формы и остаются более мелкие, чтобы отобразить характерные особенности объектов картографирования.

Под генерализацией содержания понимают отбор (упрощение) содержания карты. Подразумевается уменьшение количества знаков на карте, то есть меры содержания, представленного этими знаками. Принципы отбора основываются на значении объектов, которые отбираются для общей характеристики изображаемого явления, на их типичности и индивидуальном значении. Выделяют такие критерии отбора: показатели размера на поверхности или в другом пространстве, частота присутствия в пространстве, индивидуальные значения объектов, типичность объектов для изображаемого района, выявление ареала или характера распространения, тенденция развития и возраст, выделение коренных объектов, связанных главным, определяющим процессом развития и др.

Концептуальная (понятийная, качественная) генерализация связана с обобщением понятий, заменой элементарных понятий синтетическими, с введением новых понятий и способов изображения. Выделяются такие этапы качественной генерализации как символизация, группировка и изменение представления.

Символизация направлена на построение легенды карты и заключается в замене взаимно однозначных отношений отношениями взаимно многозначительными, то есть происходит перегруппировка единичных данных по категориям, которые имеют общий признак, который на карте будет изображен соответствующим картографическим знаком. Путем символизации осуществляется отбор явлений, которые картографируются, которые составляют содержание данной карты, и их упорядочение, необходимое для кодировки явлений языком карты.

Собственно обобщение понятий осуществляется на этапе группировки, когда сокращается количество знаков, необходимых для представления новых понятий, и увеличивается читаемость карты. Выделяют разные способы группировки: 1) таксономичная группировка, которая заключается в объединении по группам явлений и объектов, близких в классификационном отношении, и в предоставлении им картографически- однородного вида; 2) количественная группировка, которая осуществляется в условиях большого разнообразия числовых значений наблюдений и заключается в создании градационных шкал; 3) группировка полей принадлежности — замена принадлежности к элементарным полям принадлежностью к высшим единицам.

Постепенный переход к более высоким степеням таксономичной классификации при одновременной количественной группировке и укрупнении единиц принадлежности приводит в конечном итоге к карте, которая будет представлять только одно явление с одинаковым числовым значением на всей площади карты, то есть будет содержать единственное определение качества этого явления. Таким образом, границей группировки становится однородный качественный признак явления.

Изменение представления явления происходит, например, в том случае, когда осуществляется переход от информации, представленной на карте дискретным способом, к ее показателям, отнесенным к площади. Поскольку в этом случае происходит переход от элементарных понятий к более высоким, от понятий, что отображают свойства явления, к понятиям, которые отражают связи между явлениями; такой способ можно трактовать как высший этап генерализации.

В целом концептуальная (качественная) генерализация в любом случае связана с проблемой классификации объектов в данной науке и вполне зависит от уровня разработки вопросов таксономии.

Новые аргументы в интересах значения генерализации при картографировании получены в результате развития космического фотографирования земной поверхности. Установлено, что космические снимки, отличные по уровню оптической генерализации, отображают объекты разного порядка. Они по своим свойствам значительно ближе к картам, чем аэрофотоснимки. Заинтересованность многих наук в космических снимках объясняется тем, что они соединяют в себе преимущества аэрофотоматериалов и карт. Высокая решающая способность космических снимков соединяется с большой обозреваемостью, которая возникает за счет оптической генерализации и интеграции изображения. Картографические исследования показали, что уменьшение масштабов снимков дает возможность выявлять объекты глубокого залегания, увеличить "глубинность” исследования, что особенно важно, например, для геологии.

Существует ряд способов генерализации:обобщение контуров, качественных и количественных характеристик объектов, отбор элементов для картографирования, переход к сборным обозначениям и тому подобное. Направление, глубина и способы генерализации при создании карт определяется ведущими факторами генерализации, особенно назначением карт, их типом и масштабом. Именно целевое назначение карты, ее тип в значительной мере определяют оценку и отбор источников составления, глубину генерализации и основные требования, которые к ней выдвигаются. Масштаб карты существенно влияет на содержание, полноту и подробность модели картографирования, устанавливает тем самым меру генерализации и обеспечивает определенную точность изображения. Требование точности и исчерпывающей детальности при составлении карт не всегда может быть выполненным, так как установление границ в природе по различным причинам затрудненно. Благодаря выделению двух типов масштабов — пространства и содержания — может быть решена известная в картографии проблема противоречия направленности требований, связанной с масштабом и назначением (содержанием) карты.

Самым важным способом генерализации в картографии является генерализация легенд карт. Легенды прямо связаны с разработкой содержания карты в зависимости от ее назначения, масштаба, специфики использования. Генерализация проявляется в полной мере уже при создании легенды, поскольку при этом происходит отбор и обобщение количественных и качественных характеристик географических объектов, переход от элементарных понятий к обобщающим и синтетическим. Сущность генерализации легенды заключается не просто в упрощении характеристик объекта. Генерализация осуществляется при активном участии абстрагирования, направленного на создание вполне определенной модели, которой выступает легенда модели, необходимой для построения собственно картографической модели.

Широко применяется в картографии такой способ генерализации, как отбор объектов, которые картографируются, при каком абстрагирование и обобщение тесно переплетены. Данный способ генерализации используется на разных этапах картографирования. Так, уже на этапе составления легенды, при ее генерализации изъятие или обобщение тех или других таксонов классификации объектов приводит к стиранию границ между категориями, которые объединяются, и тем самым существенно генерализует изображение на карте.

На следующем этапе определяется вторая степень отбора, связанная с сохранением на карте или исключением целых объектов (например, определенных форм рельефа), что предусматривает установление принципов и количественных показателей отбора с учетом назначения карты, ее масштаба, типа и др.

С целью объективности отбора картографических элементов в картографии используется введение разного ценза отбора. Сущность этого приема генерализации заключается в установлении на основе назначения, типа, масштаба и других факторов генерализации минимальных размеров объектов, которые дают возможность поместить их на карту.

Однако главная проблема отбора объектов картографирования во время тематического картографирования даже при установлении цензовых показателей связана с значимостью того или другого объекта, которая изменяется в условиях разного назначения, типа карт и их масштаба.

Как и другие способы и приемы генерализации, отбор осуществляется на базе предыдущего районирования территории, поскольку наиболее рационально цензовые показатели отбора объектов следует устанавливать для объектов каждой области. Следующая степень отбора объектов картографирования связана с процессом графического обобщения рисунка карты, который состоит в исключении деталей (изгибов границ) для упрощения рисунка каждого объекта.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем заключается специфика научного языка географии?

2. Какие основные особенности научного факта?

3. Чем отличается классификация от типологии?

4. Что такое моделирование и какие типы моделей используется в географии?

5. Чем отличается гипотеза от теории?

6. Какие функции выполняет карта в географическом познании?

7.В чем смысл генерализации карт?