Отображение пространственных данных в ГИС. Основы картографического дизайна. Создание легенд к электронным картам

Традиционно выработка требований к оформлению карт была прерогативой картографов. Бумажные карты составлялись на десятки, а иногда на сотни лет и были в значительной степени не только основой для проведения географического анализа, но и произведением искусства. Эта тенденция до сих пор сохраняется в описательных науках, так или иначе связанных с географией, поэтому специалисты в данных предметных областях большое значение придают эстетическому восприятию карты. Компьютерному же картографическому дизайну до последних лет уделялось мало внимания. Тем не менее, за последние годы были сформулированы некоторые общие требования в этой сфере, поскольку подготовка электронных карт и изготовление их бумажных и иных копий имеет свои особенности. Наиболее доступным способом приобретения хороших навыков компьютерного картографического дизайна может быть критический анализ встречающихся Вам электронных карт (в Интернете, на выставках и презентациях) с точки зрения некоторых общих принципов их построения.

Прежде всего, карта должна быть читаема, анализируема и интерпретируема. Следует помнить, что карта, перегруженная информацией, трудночитаема. С другой стороны, обилие информации, которые предоставляют современные средства ГИС и пакетов обработки изображений, неизбежно провоцирует эту тенденцию. Даже обилие цветов на синтезированных (композиционных) космических изображениях, эстетически радуя глаз, часто не позволяет извлечь из этой художественной картинки необходимое количество действительно полезной информации.

Существует несколько так называемых внешних факторов картографического дизайна, которые следует учитывать при подготовке своего электронного картографического продукта.

1. Назначение карты. Анализ карты с точки зрения ее назначения включает в себя две задачи: предметную (что конкретно отображается на карте) и эргономическую (каким способом отображается).

Первая задача требует максимальной простоты в отображении тех объектов, процессов и явлений, которые относятся к данной предметной области. Широкие возможности тиражирования электронных карт позволяют размещать отдельные порции тематической пространственной информацию на различных картах, если эти компоненты не требуют явного отображения на карте их взаимосвязей. Можно размещать несколько карт, относящихся к конкретной задаче, на одном листе, объединяя их общей аннотацией и даже легендой. Для выделения отдельных локальных деталей можно использовать врезки, представленные в более крупном масштабе.

Основным требованием второй задачи является адекватное отображение значимости объектов, процессов и явлений в рамках тематики карты. Это требование реализуется в иерархической организованности элементов карты.

Применяется несколько методов реализации такой иерархии информации, представляемой на карте.

Стереограммный метод. Заключается в моделировании трехмерного восприятия карты за счет использования трехмерных объектов, различия в ширине линий, цвете и яркости. Целью такого моделирование является «выпячивание» наиболее значимых объектов и удаление в «глубину» менее значимых деталей.

Расширительный метод. Наиболее простой и известный практически всем, кто когда-либо пользовался туристическими, автомобильными и другими подобными картами. Состоит в увеличении ширины линейных объектов и границ площадных объектов по мере увеличения их значимости.

Метод подразделительной иерархии применяется для показа различий во внутреннем устройстве. Например, на карте сельскохозяйственных объектов может быть отображен одновременно тип объектов и интенсивность их использования. В этом случае однотипные объекты отображаются одинаковым цветом, а градации интенсивности использования разделяются различными типами штриховки.

2. Реализм карты. Каждая предметная область, к которой относится тематическая карта, имеет свои собственные характеристики объектов и свои требования к их отображению. Решить эту проблему может только предварительное знакомство с требованиями прикладной задачи и консультации со специалистами-предметниками. Иногда такие консультации приводят к введению новой системы обозначений, более соответствующей возможностям (и ограничениям) современных геоинформационных технологий.

3. Целевая аудитория. При создании карты следует учитывать, для кого она предназначена. Если у потребителя отсутствуют знания в области геодезии и картографии, следует максимально упрощать представление данных и легенду карты. Не следует использовать мелкие шрифты, если картой будут пользоваться дети или пожилые люди. Цветовая гамма карты должна быть хорошо различима в любых случаях. Если основой карты служит растровый результат тематической классификации, хороший эффект дает представление этого результата в палитре цветов, близкой к естественным цветам выделенных классов объектов в видимом диапазоне. Если предполагается, что карта будет использоваться для определения положения объектов, обязательно необходимо наличие некоторой системы координат. Координатная сетка особенно нужна в тех случаях, когда основой карты является космическое изображение, представленное в псевдоцветах. Координатная сетка также позволяет оценить протяженность и площади объектов. Этим же целям служит масштабная линейка, особенно необходимая для нестандартных масштабов, в которых довольно часто представляются результаты тематической обработки с иллюстративными целями.

4. Условия использования. Необходимо учитывать условия, в которых предполагается использовать полученный картографический продукт. Во-первых, здесь нужно учесть основной тип носителя картографической информации. Цветовая палитра чисто электронной карты должна быть несколько иной, чем карты, предназначенной для изготовления бумажных копий. Особенно это существенно, если бумажные карты предполагается использовать в условиях плохого освещения. Здесь необходим более высокий контраст и хорошая различимость объектов по цветовой гамме.

5. Технические ограничения оборудования. При работе на конкретных технических средствах следует учитывать разрешение устройств вывода и возможности цветовой передачи.

Дополнительно к перечисленным внешним факторам необходимо учесть и чисто изобразительные свойства карты. Например, одинаковая ширина линий и однообразная штриховка затрудняет восприятие карты, особенно у непрофессиональной аудитории. Улучшает восприятие карты и правильный подбор цветовых отношений между объектом и фоном, а также продуманное расположение объектов компоновки. Хороший стиль картографического дизайна – предварительный эскиз компоновки карты на бумаге. Если карта предназначена для тиражирования на бумажный носитель, очень полезна пробная печать. Это позволяет избежать неприятностей, связанных с непредвиденным выходом объектов карты за границы печати или неудачного наложения текстовых комментариев.

Хранение и распространение электронных карт часто осуществляется в виде отдельных файлов, хотя в таких пакетах, как ArcView GIS и некоторые другие они могут храниться непосредственно в файле проекта. В пакетах обработки данных ДЗ карты преимущественно хранятся в форматах растровых изображений или экспортируются в обменные растровые и растрово-векторные форматы. При выборе формата для хранения или передачи по сети электронной карты следует учитывать: 1) целевое назначение карты (полиграфическая печать, использование в Интернет, использование в отчетной документации, другие цели); 2) объем передаваемой информации и технические ресурсы системы; 3) требования к качеству воспроизведения карты.

Наиболее популярными растровыми графическими форматами для хранения и передачи электронных карт являются GIF, TIFF, EPS. Формат TIFF наиболее популярен в картографических системах, поскольку совместим с большей частью операционных платформ и, несмотря на свою сложность, обеспечивает наиболее точную передачу цветовых и графических деталей изображения. Для распространения по сетям до последнего времени наибольшей популярностью пользовался формат GIF, однако он имеет ограничения по передаче цветовых характеристик карты и наиболее удобен для распространение серых полутоновых изображений или карт созданных на такой основе. В настоящее время GIF постепенно вытесняется форматом EPS, который, собственно, и создавался для его замены.

Формат EPS (EncapsulatedPostScript) представляет собой описание изображения на языке PostScript, предпочтительном для полиграфических целей. В рамках данного формата возможно хранение векторной и растровой графики, шрифтов, контуров обтравки, кривых калибровок и т. д. Как и сам язык PostScript, формат EPS является универсальным форматом описания не только растровых и векторных изображений, но и текстовой информации.

Следует отдельно отметить, что популярный в WEB-технологиях формат JPEG не слишком удобен для хранения и распространения картографических продуктов, так как плохо сохраняет тонкие линии и границы, что для карт является очень важным изобразительным элементом. Тем не менее, при передаче карт с целью подготовки иллюстративных материалов для отчетов и т.п. он может использоваться, особенно если карта не содержит мелких деталей и особенно точной графики.

Создание легенды карты. Картографические условные знаки.

Язык карты как средство передачи информации о земной поверхности разрабатывался столетиями. Именно использование общепринятых условных обозначений для отображения тех или иных объектов или явлений на карте делает ее доступной широкому кругу пользователей. Поэтому при создании любой тематической карты следует придерживаться систем условных обозначений, принятых в картографии.

Условные обозначения, применяемые в картографии, делятся на три основные группы.

1. Внемасштабные или точечные.

2. Линейные.

3. Площадные.

Ясно, что эта классификация тесно связана со способом разбиения информации по слоям в электронной карте. Собственно, каждому из основных типов графических примитивов соответствует своя система условных обозначений, что очень удобно при создании легенд.

В любой профессиональной или настольной ГИС имеется определенный набор типовых условных знаков для наиболее распространенных приложений. В пакете ArcView существует возможность также создания собственных условных знаков (пиктограмм) в виде BMP-картинок и добавления их в окно легенды.

Для отображения точечных объектов, то есть не выраженных в масштабе карты, используются разнообразные значки. Различают три вида значков.

1. Абстрактные или геометрические – геометрические фигуры различной формы, заштрихованные или залитые цветом различными способами. Размер знака отражает количественную характеристику объекта, структура обычно соответствует структуре объекта относительно данной характеристики. Для отображения качественных различий используются значки различной формы, а также различные способы их штриховки или заливки.

2. Буквенные – используются буквы русского или латинского алфавита. Размер букв отражает количественные соотношения по данной характеристике.

3. Наглядные значки (пиктограммы) – по форме напоминают отображаемый объект. Применяются обычно для карт рекламного характера.

Особенностью линейных объектов является их внемасштабность по ширине, поэтому линейные условные знаки могут быть различной структуры и ширины. Однако положение средней линии линейного условного знака всегда совпадает с истинным положением линейного объекта на карте. Рисунок и цвет линейных знаков передают качественные и количественные характеристики объектов.

Изолинии – наиболее удобный способ отображения различных явлений, описывающихся физическими полями – магнитной напряженности, давления, температуры, рельефа и т.п. Каждой изолинии соответствует определенное фиксированное значение отображаемой характеристики. Как правило, изолинии строятся через заданные интервалы значения показателя - интервал сечения путем интерполяции значений, полученных в точках наблюдения. Расстояние между изолиниями на карте, характеризующее градиент поля, называют заложением изолиний. С помощью изолиний отображают также количественные изменения показателей во времени, перемещение явлений, их повторяемость. Для повышения наглядности промежутки между изолиниями часто закрашивают, пользуясь шкалой послойной окраски, где интенсивность цвета отражает возрастание или убывание показателя.

Изолиниями иногда отображают распределения дискретных объектов, наиболее часто связанных с частотой встречаемости того или иного на заданной территории. В этом случае их называют псевдоизолиниями и строят по значениям в ячейках регулярной или нерегулярной сетки.

Наибольшее количество средств отображения включают площадные условные знаки.

Качественный фон применяется для отображения качественных различий для явлений сплошного распространения. Обычно заливка фоном производится в пределах некоторых территориальных единиц. Для отображения качественных различий по нескольким показателям используются одновременно цвет и штриховка.

Количественный фон применяют для передачи количественных различий явления сплошного распространения в пределах заданных территориальных единиц. Интенсивность заливки в этом случае передает изменение показателя по количественному признаку.

Локализованные диаграммы характеризуют явления сплошного или полосного распространения с помощью графиков или диаграмм, помещаемых в пунктах наблюдений. Графические средства могут быть самыми разнообразными.

Точечный способ применяют для показа явлений массового, но не сплошного распространения. Каждая точка обозначает «вес», то есть число единиц данного явления. Можно пользоваться точечными условными знаками различного размера при ограниченных возможностях размещения необходимого числа знаков.

Ареалами выделяют на карте области распространения того или иного явления. Абсолютными называют ареалы, за пределами которых явление вообще отсутствует, относительные ареалы показывают районы наибольшего сосредоточения явления.

Отдельный вид условных знаков составляют знаки движения. Используются для отображения пространственных перемещений объектов и явлений. Различают два вида таких знаков.

Векторы движения – стрелки разного цвета, формы и толщины.

Полосы (ленты) движения – полосы разной толщины, внутренней структуры и цвета. Например, при отображении транспортных потоков лента может состоять из нескольких полос, отображающих интенсивность и структуру этих потоков.

Оформление надписей. Размещение надписей имеет важное значение для читаемости карты. Иногда сами надписи могут носить характер условных обозначений. Для этого используются различные размеры, цвета и оттенки шрифта.

Традиционно надписи водных объектов дают голубым цветом, рельефа - коричневым, административных единиц и населенных пунктов – черным. Значимость тех или иных объектов (например, населенных пунктов, рек, озер) подчеркивают либо размером шрифта, либо оттенками цвета.

Надписи не должны наползать друг на друга, но должны быть четко привязаны к объектам, к которым они относятся. В пакете ArcView существует режим «автоподпись» (Тема->Автоподпись), в котором программа сама выбирает наилучшее место для подписи. Однако при этом все объекты подписываются одним типом шрифта, и регулировать характеристики этих подписей можно только одновременно. Для интерактивного подписывания отдельных объектов лучше пользоваться кнопкой подписи на панели инструментов (в нижнем ряду). Для использования этой кнопки предварительно необходимо установить вид подписей в окне свойств темы.

Дата добавления: 2014-01-11