Генерализация явлений, локализованных на линиях

Явления, локализованные на линиях, обычно передаются способом линейных знаков. Очертания этих знаков указывают пространственное положение картографируемых объектов и очень часто определяют их важные характеристики. Например, по контуру береговой черты можно судить о типе и генезисе морского побережья. Правильное обобщение очертаний линейных объектов имеет первостепенное значение. При обоснованной генерализации фьордовое, шхерное, риасовое и другие типы побережья прекрасно читаются на карте сколь угодно мелкого масштаба.

Рассмотрим геометрическое обобщение линий на примере гидрографической сети. Подробность передачи плановых очертаний реки с сохранением масштабных соразмерностей зависит от возможной детализации линейного рисунка, оцениваемой для линии толщиной 0,1 мм в 0,5 мм (см. § 6.3), чему на местности соответствуют - в масштабе 1 : 10 000 - 5 м, 1 : 100 000 - 50 м, 1 : 1 000 000 - 500 м, 1 : 10 000 000 - 5 000 м.

Рис. 6.9. Обобщение гидрографической сети: а - изображение в масштабе 1:300 000; б - тот же участок в масштабе 1 : 1 500 000; в - увеличение рис. 6.9б до масштаба 1 : 300 000

Это предельная детальность, так как реки изображаются для наглядности постепенно утолщающимися линиями с переходом далее к изображению двумя линиями с общей шириной минимум в 0,5 мм. Уже на топографических картах преувеличение ширины знаков рек может достигать 5 раз (Официальные руководства для топографических карт требуют, например, изображения рек в 2 линии при их ширине в 5, 10, 20 м более соответственно для масштабов 1:50 000, 1:100 000 и 1:200 000.). Отсюда очевидна неизбежность обобщения очертаний гидрографической сети начиная с карт крупного масштаба. Это обобщение проявляется в исключении незначительных островов, малых изгибов, меандр низшего порядка. За счет второстепенных особенностей более выпукло подчеркиваются важнейшие с тем, чтобы отобразить извилистость реки, характер извилистости, наличие островов и т. п. Сравнение рис. 6.9, а и 6.9, б дает представление об этой стороне генерализации.

Преувеличение ширины линейных знаков по сравнению с размерами соответствующих объектов в масштабе карты обычно для обозначений путей сообщений. Знак железных дорог преувеличивает их ширину на картах СССР в масштабе 1:25 000, 1:200 000 и 1:1000 000 соответственно в 3, 20 и 100 раз. Такое преувеличение, во-первых, затрудняет передачу небольших изгибов и характерных особенностей дорог, во-вторых, вызывает необходимость смещения объектов, лежащих возле дороги.

Однако во многих случаях целесообразна намеренная схематизация линейных очертаний, как например, линий электропередач на мелкомасштабной карте электрификации страны, когда важно показать не топографические особенности проложения этих линий, а связи центров выработки и потребления энергии (например, карта электростанций в Атласе Армянской ССР, с. 68).

Обобщение качественной характеристики в применении к линейным знакам наиболее очевидно в упрощении классификации картографируемых объектов. Например, многостороннее подразделение железных дорог на топографических картах по числу путей, ширине колеи и виду тяги становится излишним на мелкомасштабных общегеографических картах, где ограничиваются лишь выделением магистральных (главных) линий, которые отличаются большими пассажирскими и грузовыми перевозками, используются для международных связей и т. п. Вообще говоря, при упрощении классификации для линейных объектов, относящихся к объединяемым ступеням классификации, используется общий условный знак. Другой путь обобщения качественной характеристики, не связанной с упрощением классификации, состоит в распространении на малые линейные элементы обозначения преобладающего смежного элемента. Примером могут быть карты типов берегов (Морской атлас, т. 2, л. 13 и 14), на которых побережья с дробным и пестрым чередованием берегов разного типа при уменьшении масштаба изображаются знаком преобладающего типа. Если в таком чередовании трудно выделить преобладание берегов какого-либо конкретного типа, то сохраняют обозначение берегов того типа, который обязан современным процессам развития картографируемого побережья (например, преобладанию абразии или аккумуляции).

Обобщение количественной характеристики линейных объектов (например, водности рек, напряжений линий электропередач и т. п.) связано главным образом с обобщением используемых шкал, суть которого аналогична описанному выше обобщению шкал для явлений, локализованных по пунктам.

При экономичных обозначениях линейные объекты могут изображаться без отбора даже на картах мелких масштабов. Доказателством служат карты путей сообщения мира и материков (Атлас мира 1967, с. 9, 48, 104 и др.) и карты гидрографической сети в комплексных атласах некоторых стран. Цель этих «паутинных» карт - показать реальные пространственные различия в густоте путей сообщения гидрографической сети и т. п., что имеет определенный, но все же ограниченный интерес. Например, по густоте путей сообщения можно судить об экономическом развитии, по густоте речной сети - о климатических условиях и геологическом строении и др. Когда же линейные объекты показывают в их связях с другими явлениями, отбор необходим, чтобы сохранить существующие в натуре соответствия, например согласовать отбор путей сообщений с отбором населенные пунктов. Дороги, ведущие к населенным пунктам, не показываемым на карте, опускаются в первую очередь; из параллельно проложенных дорог оставляются лучшие. На картах мелкого масштаба, предназначенных для обзора больших территорий, например страны в целом, становится излишним изображение путей местного значения.

Отбор линейных объектов при переходе к меньшему масштабу нередко подчиняют количественному или качественному цензу. Распространенный случай использования количественного ценза отбор речной сети на общегеографических картах, когда сохраняют реки, длина которых в масштабе карты превышает заданную величину, устанавливаемую с учетом назначения карты.

Рис. 6.10. Изображение гидрографической сети: а - отображающее индивидуальные особенности рек; б - выявляющее особенности речных систем

Часто используют следующие цензы: 1 см - для топографических карт; 0,5 см - для мелкомасштабных карт справочных атласов; 2 см - для учебных атласов и т. д. Конечно, возможны отклонения от такого общего ценза. Например, реки меньшей величины сохраняются, если они являются стоком озер облегчают чтение рельефа, обрисовывают водоразделы. Наконец, цензы дифференцируют применительно к особенностям географических ландшафтов. В частности, можно рассчитать цензы особо для каждого из выделенных районов так, чтобы обеспечить повсеместную передачу относительной густоты рек.

Пример использования качественного ценза - снятие с карты линейных объектов, принадлежащих к низшим ступеням классификации, скажем, границ административных районов.

Ранее не раз отмечалась характерная черта генерализации - переход от частных признаков к более общим, от видовых понятий к родовым. В применении к линейным знакам эту черту рассмотрим на примере гидрографической сети (рис. 6.10). Топографическая карта способна отображать индивидуальные особенности отдельных рек: протяженность, очертания, ширину, скорость течения, наличие бродов и переправ, характер берегов и т. д. (рис. 6.10, а). По мере уменьшения масштаба многие из названных частностей теряют свое значение и внимание переключается на выявление особенностей речных систем в целом (рис. 6.10, б). С этой точки зрения существенно: передать на карте соподчиненность рек, выделяя, например, посредством линий разной толщины главные реки, притоки 1-го порядка, 2-го и т. д.; сохранить относительную густоту речной сети и ее различия; отразить особенности строения речной системы (параллельная речная система, древовидная, решетчатая, радиальная и т. д.), обычно тесно связанные с орографией местности; выделить четко истоки главных рек,, особенности дельт и т. п.

§ 6.6 Генерализация явлений сплошного распространения и локализованных на площадях

При картографировании явлений сплошного распространения (таких, как рельеф земной поверхности, растительный покров, температуры воздуха и т. п.) преимущественно используют способы изолиний (см. § 3.4) и способ качественного фона (см. § 3.5). К первому способу прибегают, когда требуется количественная характеристика явления, ко второму - качественная. Существо названных способов во многом определяет особенности генерализации.

Применительно к изолиниям генерализация проявляется в укреплении интервалов между изолиниями (т. е. в обобщении количественной характеристики) и в обобщении очертаний изолиний. Этот процесс удобно рассмотреть сначала в применении к изображению рельефа горизонталями. Как известно, он состоит в увеличении сечения рельефа и в обобщении рисунка горизонталей. Например, на советских топографических картах сечение укрупняется соответственно уменьшению масштаба и зависит от характера рельефа картографируемой территории (см. табл. 4.4). Очевидно, нельзя гарантировать передачу горизонталями форм, высота которых менее принятого сечения. Для мелкомасштабных карт шкалу горизонталей выбирают в результате тщательного изучения рельефа картографируемой территории, в частности посредством построения профилей (см. § 4.4). При этом стремятся, чтобы в каждом высотном поясе величина интервала (сечения) была меньше относительной высоты тех форм рельефа, изображение которых необходимо, а нарастание интервалов происходило относительно медленнее, чем увеличение преобладающих углов наклона (во избежание ложного эффекта плосковершинности расчлененных горных систем).

Обобщение рисунка горизонталей не имеет ничего общего с механическим упрощением отдельных линий. Суть дела заключается в обобщении форм, передаваемых системой горизонталей. Например, при исключении лощины согласованно обобщают (срезают) изгибы всех горизонталей, рисовавших лощину. Вообще говоря, обобщение заключается в удалении сначала деталей форм, а затем и самих форм - малых или второстепенных. Этот процесс можно проследить на рис. 6.11, где по мере уменьшения масштаба сокращается число показываемых долин, что приводит к объединению смежных возвышенностей в одну общую форму, сохраняющую присущие обобщенным возвышенностям черты; его можно видеть также при сравнении рис. 6.1 и 6.2.

Но всякая система изолиний может быть представлена в виде поверхности, генерализацию которой возможно строить на принципах, используемых при обобщении рельефа.

Рис. 6.11. Генерализация рельефа в горизонталях: а - исходное изображение в масштабе 1 : 200 000; б - изображение в масштабе 1 : 500 000; в - изображение в масштабе 1 : 1 000 000

Во-первых, укрупняются интервалы между изолиниями. Например, для региональных карт осадков СССР для зоны с осадками менее 200 мм рекомендуется интервал изогнет в 25 мм, для зоны от 200 до 400 мм - в 50 мм и т. д., а на карте мира используется шкала изогнет со значениями 100, 200, 400, 800 мм и т. д. Если на региональной карте существенно отметить локальную «пятнистость» осадков, обычно связанную с местными особенностями рельефа (подветренными и наветренными склонами возвышенностей по отношению к влагонесущим ветрам), то на карте мира важно зональное распределение осадков и его изменения, (вызываемые крупными орографическими объектами, например Карпатами, Кавказом и Уралом в европейской части СССР. Соответственно ход изолиний отражает на региональных картах местные колебания рельефа, а на карте мира - влияние горных систем. Мелкие детали изогнет в последнем случае оправданы только тогда, когда они отражают основные закономерности распределения осадков.

При использовании способа качественного фона генерализация проявляется прежде всего в обобщении классификации изображаемого явления. В общем случае такое обобщение можно представить как переход от отдельных объектов и их деталей к видовым и, далее, родовым понятиям или к системам более высокого уровня, например, на геоморфологических картах - как переход от деталей форм к изображению форм в целом, далее к группам форм, типам рельефа и т. д. Например, для аккумулятивной равнины в качестве деталей форм можно назвать наветренные и подветренные склоны барханов, в качестве целых форм - отдельные барханы, в качестве групп форм - барханные пески, в качестве типа рельефа - эоловую равнину и т. п.

Дробность классификации устанавливается с учетом назначения карты, степени изученности и сложности картографируемого явления (например, горных пород на геологической карте) и сообразуется масштабом карты, а именно с возможностью графической передачи на карте наименьших по площади участков, выделяемых по этой классификации. Например, опыт детальных многоцветных геологических карт показывает, что минимальные выделы могут быть на этих картах в 2-3 и даже в 1 мм² для контуров простейшей формы. Отсюда, зная размеры этих выделов в натуре, нетрудно выбрать подходящий масштаб или при заданном масштабе найти оптимальное обобщение классификации. В табл. 6.1 в качестве примера показано соотношение между масштабом карты и степенью возрастного расчленения горных пород, рекомендуемое для геологических карт в региональных атласах СССР.

Таблица 6. Соотношение между масштабом карты и степенью возрастного (стратиграфического) подразделения горных пород

Примечание: Штриховкой отмечены низшие подразделения классификации, сохраняемые на картах соответствующего масштаба.

Приведенная схема действий на практике может изменяться и усложняться в зависимости от назначения карты, специфики изображаемых явлений и др. Прежде всего ценз отбора может быть различным для разных рубрик (членов) классификации в зависимости от их важности, во-вторых, он может изменяться для одной и той же рубрики в различных географических условиях. Поясним это простейшими примерами, относящимися к общегеографическим картам. Цензовые показатели, используемые на этих картах для отбора участков (контуров) растительности и грунтов (т. е. минимальные размеры участков, сохраняемых на карте), неодинаковы для разных растительных угодий и грунтов. Значения некоторых из этих показателей указаны в табл. 6.2. Для лесов они дифференцированы в зависимости от залесенности местности. При исключении мелких участков следят за тем, чтобы не исказить действительного соотношения площадей важнейших угодий, например соотношения залесенных и незалесенных пространств, и передать относительную дробность угодий, свойственную различным ландшафтам.

Таблица 6.2. Минимальные площади лесов и болот, изображаемые на общегеографических картах (в ммsup2/sup)

* Лесистые районы.

** Сильнолесистые районы.

*** Среднелесистые районы.

**** Слаболесистые районы.

При обобщении явлений, изображаемых способом качественного фона, допустимо:

• в местах скопления мелких участков (контуров) переходить к обобщенному обозначению следующей ступени классификации (oт видовых к родовым понятиям, например, на геологической карте, показывающей стратиграфические серии, объединять их обозначением яруса);
• исключать второстепенные мелкие контуры, распространяя на них обозначение преобладающего контура;
• преувеличивать отдельные мелкие, но важные контуры до размеров, позволяющих сохранить их на карте (например, на геологической карте единичные выходы мезозойских отложений среди третичных и четвертичных толщ Западно-Сибирской низменности);
• объединять мелкие, однокачественные контуры в более крупные, но с сохранением соотношения площадей и относительной дробности контуров.

Во многих случаях необходимо сохранять узкие полосы за счет некоторого преувеличения их ширины, например у речных пойм, с которыми связаны специфические виды почв, растительности и т. п., важные для отображения на соответствующих тематических картах.

Возможности отображения мелких контуров увеличиваются: при замене малых участков ареальными внемасштабными штриховыми значками, разрабатываемыми наряду с площадными обозначениями для каждой ступени классификации; при введении собирательных обозначений для типичных чередований мелких контуров.

Два последних приема позволяют избегать переполнения карты мелкими контурами, что облегчает ее чтение. Например, на топографических картах внемасштабными штриховыми значками показывают отдельные рощи, малые по площади, но имеющие значение ориентиров. Пример другого рода - замена перемежающихся участков полупустынной растительности и солончаков совместным изображением без указаний контуров. Названные приемы очень широко используются в почвенной картографии, в частности в виде собирательных обозначений комплексов почв, что позволяет поднять минимальные размеры почвенных контуров, показываемых на карте в зависимости от выраженности границ в природе (резкой, ясной, неясной) соответственно до 25, 50 и 400 мм².

При генерализации явлений, картографируемых по способу качественного фона, уделяют большое внимание также обобщению границ участков, ставя целью сохранить присущий им характер естественных очертаний, например, на топографических картах округлую или продолговатую форму перелесков, правильную ориентировку песчаных массивов, на почвенных картах - рисунок границ, обусловленный особенностями процессов почвообразования, влиянием рельефа, геологического строения, поверхностных вод и т. д. При обобщении границ учитывают также их пространственную определенность или, напротив, размытость при постепенном переходе от одного выдела к другому.

Разумеется, все сказанное выше справедливо в отношении генерализации явлений сплошного распространения как планетарных (например, климатических), так и локализованных на площадях любого охвата (воды Мирового океана или отдельного бассейна, вся суша или изолированная территория и т. п.).

При отображении явлений способом количественного фона генерализация выполняется посредством обобщения шкал количественных показателей и укрупнения выделов (сеток районирования).