3.1 Картографический процесс

1. Практика Викторина
2. 3.1.1 Абстракция карты
3. 3.1.1.1 Выбор
4. 3.1.1.2 Классификация
5. 3.1.1.3 Упрощение
6. Попробуйте это: попрактиковаться в упрощении в MapShaper
7. 3.1.1.4 Преувеличение
8. 3.1.1.5 Символизация
9. 3.1.1.5.1 Графические переменные
10. 3.1.1.5.2 Цветовые схемы
11. Практика Викторина

Сегодня карты могут быть легко созданы с помощью широкого спектра онлайн-инструментов любым лицом, имеющим доступ к Интернету. Однако карты, используемые в большинстве видов деятельности (от городского планирования, геологического изучения или управления окружающей средой до планирования поездок и навигации), по-прежнему, как правило, создаются специалистами, имеющими опыт картографирования или явлений, отображаемых на картах. Академическая и профессиональная сфера, которая фокусируется на картографии, называется « картография» . Международная картографическая ассоциация определила картографию как «дисциплину, связанную с концепцией, составлением, распространением и изучением карт». Одна из полезных концептуализаций картографии заключается в процесс, который связывает создателей карты, пользователей карты, отображаемой среды и самой карты. Одна характеристика этого процесса изображена на рисунке 3.4 ниже.

Рисунок 3.4: Картографический процесс.

Предоставлено: Дженнифер М. Смит, © Университет штата Пенсильвания; Переработано после слайда лекции, предоставленного Барбарой Буттенфилд, Университет Колорадо, факультет географии.

Картографический процесс - это цикл, который начинается с реальной или воображаемой среды. По мере того, как создатели карт собирают данные из окружающей среды (с помощью технологии и / или дистанционного зондирования), они используют свое восприятие для выявления шаблонов и последующей подготовки данных для создания карты (т. Е. Они думают о данных и их шаблонах, а также о том, как лучше всего их использовать). визуализировать их на карте). Затем создатель карты использует данные и пытается визуально обозначить их на карте (кодирование), применяя методы обобщения, символизации и производства, которые (будем надеяться) приведут к отображению, которое пользователь карты может интерпретировать так, как карта создателя предназначена (его цель). Затем пользователь карты считывает, анализирует и интерпретирует карту, декодируя символы и распознавая шаблоны. Наконец, пользователи принимают решения и принимают меры в зависимости от того, что они находят на карте. Посредством предоставления точки зрения на мир карты влияют на наше пространственное поведение и пространственные предпочтения и формируют то, как мы видим окружающую среду.

В картографическом процессе, как описано выше, фундаментальным компонентом при создании карты для изображения окружающей среды является сам процесс - процесс абстракции карты. Это тема, которую мы обсудим дальше.

Практика Викторина

Зарегистрированные студенты штата Пенсильвания должны вернуться, чтобы пройти тест самооценки по обзору .

Вы можете проходить практические тесты столько раз, сколько пожелаете. Они не засчитываются и никак не влияют на вашу оценку.

3.1.1 Абстракция карты

Стало возможным наносить на карту мир на голове булавки , или даже меньшего пространства, как показано здесь: Искусство науки: мир на головке булавки Но большинство деталей не учитывается. Даже для создания на вашем компьютере карты мира размером с экран, абстракция карты имеет основополагающее значение для четкого представления объектов. Процесс абстракции карты включает в себя как минимум пять основных (взаимозависимых) этапов: (a) отбор, (b) классификация, (c) упрощение, (d) преувеличение и (e) символизация (Muehrcke and Muehrcke, 1992).

3.1.1.1 Выбор

В зависимости от цели карты картографы (создатели карт) выбирают, какую информацию включать и какую информацию не указывать. По словам Филиппа Мюрке (почетного профессора географии Университета Висконсина), картограф должен ответить на четыре вопроса: где? Когда? Какие? Зачем? В качестве примера (рис. 3.5) картограф может создать карту Сан-Диего (где), показывающую текущие (когда) схемы движения (что), чтобы машина скорой помощи могла быстро добраться до чрезвычайной ситуации (почему).

Карта на рис. 3.5 показывает, как картограф выбрал конкретные автомагистрали для включения вместе с несколькими другими функциями; эти другие особенности включают в себя очень обобщенное представление о местности, нескольких крупных реках и озерах и указание площади, включенной в каждое из нескольких сообществ (в пастельных тонах). Цель состоит в том, чтобы помочь водителям выбрать эффективные маршруты, изобразив шоссе и определяя, движется ли движение быстро (зеленый) или остановилось (красный). Другая информация сведена к минимуму и визуально отодвинута на задний план; эта дополнительная информация включена, чтобы обеспечить контекст для основного внимания (шоссе и движение на них).

3.1.1.2 Классификация

Классификация - это группировка вещей по категориям или классам. Группируя атрибуты в несколько различимых классов, могут появиться новые визуальные шаблоны в данных, и карта станет более разборчивой. В приведенном выше примере автомагистрали подразделяются на те, у которых нет детекторов дорожного движения (серого цвета), и тех, у которых есть детекторы дорожного движения (цветных), и, кроме того, в последнем случае это медленное (красное), промежуточное (желтое) и быстрое (зеленое) движение. условия. Существует много видов классификации данных, используемых на картах; мы сосредоточимся конкретно на классификации числовых картографических данных более подробно позже в этой главе. В качестве предварительного обзора некоторых вещей, которые читатели карты должны учитывать в отношении классификации, в приведенном ниже примере показан один набор данных по уровню рака простаты по графству в Пенсильвании, нанесенный на карту с использованием различного числа классов. Как вы можете видеть, появляются различные шаблоны в зависимости от того, сколько классов картограф выбирает для визуализации. Нужно быть критичным при взгляде на карты, потому что изменение классификации карт может изменить то, что кажется истинным. В книге « Как лгать с картами» Марк Монмонье рассказывает, как создатели карт намеренно и непреднамеренно лгут, используя, среди прочего, такие методы, как классификация карт.

Рисунок 3.6: Показатель заболеваемости раком простаты на 100 000 человек в округе Пенсильвании, визуализированный с использованием трех классов (слева) и пяти классов (справа).

Предоставлено: Дженнифер М. Смит, © Университет штата Пенсильвания; Перепроектирован после П.А. Рака Атласа из Пеннского государственного университета GeoVISTA Center.

3.1.1.3 Упрощение

Картографам также необходимо упростить объекты на карте, выходящие за рамки задач выбора типа объектов и классификации объектов, чтобы сделать карту более понятной. Это включает в себя выбор удаления, сглаживания, типизации и агрегирования объектов в типах объектов. В процессе удаления объектов представьте себе создание карты городов для Соединенных Штатов. Как показано на рисунке 3.7, попытка включить каждый город в США сделает карту неразборчивой. Создатели карт должны удалить , например, города с населением ниже определенной численности (как это сделано на карте справа), чтобы лучше служить цели карты. В этом случае, если целью было показать наиболее густонаселенные города, фиксированный порог населения дает очень подходящий результат. Однако если целью было показать наиболее важные города в регионе, то произвольный порог населения не работает, поскольку, например, Солт-Лейк-Сити так же важен для Юты, как Феникс для Аризоны.

Рис. 3.7. Упрощение городов на западе Соединенных Штатов путем удаления городов с населением менее 500 000 человек.

Предоставлено: Дженнифер М. Смит, © Университет штата Пенсильвания; Данные из USGS для городов и государственных границ от Бюро переписей США.

Сглаживание - это акт устранения ненужных элементов в геометрии объектов, таких как лишние детали береговой линии нации, которые можно увидеть только в увеличенном, увеличенном региональном масштабе. Типизация изображает только наиболее типичные компоненты сопоставленной функции. Карта видимости выше является хорошим примером типизации, в которой фактическая географическая форма границ штатов заменяется на карикатуру, которая сохраняет только ключевые аспекты формы каждого штата. Выходя за пределы процессов упрощения, которые воздействуют на одну функцию одновременно, агрегирование объединяет несколько функций в одну. Представьте себе реку, состоящую из многочисленных извилистых потоков в большом масштабе (то есть с увеличением), но при перемещении в меньший масштаб (то есть с уменьшением масштаба) потоки объединяются в одну более крупную реку, поскольку становится невозможным поддерживать детализацию. Если вы посетите Карты Гугл и увеличьте масштаб до Гаррисберга, штат Пенсильвания, вы найдете реку Саскуэханна, протекающую через центр столицы. При уменьшении масштаба вы увидите, как различные меньшие потоки Саскуэханны начинают сворачиваться в одну синюю линию, когда детали совокупности рек.

Попробуйте это: попрактиковаться в упрощении в MapShaper

Цель этого практического занятия - показать вам наглядный пример упрощения и сглаживания географических объектов в онлайн-приложении MapShaper.

1. Перейти на сайт MapShaper по адресу MapShaper.org ,
2. Выберите один из их образцов слоев (вкладка «Страны мира или провинции Таиланда») и нажмите « ОК» .
3. Выберите метод упрощения по вашему выбору и используйте ползунок внизу страницы, чтобы повысить уровень упрощения отображаемых функций.

Я рекомендую вам поэкспериментировать с различными методами и настройками, чтобы увидеть, как упрощение устраняет ненужные элементы при перемещении по различным масштабам карты.

3.1.1.4 Преувеличение

Намеренное преувеличение элементов карты часто выполняется для того, чтобы можно было увидеть определенные объекты. Например, на стандартной бумажной карте автомагистралей Пенсильвании (складной вид, который у вас может быть в перчаточном ящике вашего автомобиля, то есть около 3 футов в поперечнике в развернутом виде), межгосударственные магистрали печатаются с шириной примерно 0,035 дюйма. Это звучит довольно мало, верно? Но если бы ширина напечатанной дороги относительно ширины карты была равна ширине фактического шоссе относительно ширины Пенсильвании, это означало бы, что межштатная полоса была почти 2000 футов в ширину! Это типичный случай преувеличения для создания абстракции, полезной для путешествий.

3.1.1.5 Символизация

В конечном процессе создания карты картограф символизирует выбранные объекты на карте. Эти особенности могут быть обозначены визуально реалистичными способами, такими как река, изображенная извилистой синей линией. Но многие изображения гораздо более абстрактны, например, круг или звезда, изображающая город. Символы карты построены из более примитивных « графических переменных», элементов, которые составляют символы. Ниже мы даем краткий обзор этих основных графических переменных; затем мы сосредоточимся на том, как именно цвет используется (или должен использоваться).

3.1.1.5.1 Графические переменные

Учитывая большое разнообразие существующих карт, было бы удивительно узнать, что внешний вид всех карт начинается с очень небольшого набора примитивов отображения, из которого могут быть построены все эти варианты. Мы называем эти примитивы графическими переменными, потому что каждая из них представляет «графическую» (видимую) особенность символа карты, которая может быть «изменена». Хотя разные картографы определили несколько другой набор примитивов, большинство согласны с тем, что существует где-то между 7 и 12 из них из которых может быть построена символизация всех карт. Наиболее часто упоминаемыми примитивами, которые можно варьировать для символов карты, являются: местоположение, размер, форма, ориентация, текстура и три компонента цвета - оттенок цвета (красный, зеленый, синий и т. Д.), Яркость цвета (как светлый, так и темный). цвет), насыщенность цвета (насколько чистый цветовой оттенок). По соглашению, каждая из этих «графических переменных» используется для представления определенных категорий вариаций данных.

Рисунок 3.8: Примеры общих графических переменных.

Предоставлено: Дженнифер М. Смит, © Университет штата Пенсильвания.

3.1.1.5.2 Цветовые схемы

Как вы можете видеть выше, три графические переменные являются компонентами цвета. Цвет особенно важен для символизации карты сегодня, так как в Интернете можно увидеть очень много карт, где цвет всегда доступен и почти всегда используется. Хотя большинство карт, которые вы увидите, используют цвет для изображения данных (а также эстетически), многие карты не используют цвет наиболее логичным образом по отношению к изображаемым данным. Хорошо спроектированные карты используют вариации трех цветовых переменных таким образом, чтобы отражать виды вариаций в базовых данных, которые они представляют. Ниже мы приводим несколько простых рекомендаций, которые позволят вам распознавать карты, которые используют цвет как логическим, так и нелогичным образом. Признание последнего особенно важно, чтобы вас не сбивали с толку карты, с которыми вы сталкиваетесь.

Чтобы помочь картографам (и другим) выбрать хорошие цвета для карт, доктор Синтия Брюер и доктор Марк Харроуэр разработали Color Brewer ( ColorBrewer2.org ), веб-приложение, разработанное, чтобы помочь пользователям выбирать цвета на основе типа данных, количества классов данных и режима представления карты (например, печать, фотокопирование). Цветовые схемы были протестированы с пользователями, которые имеют дефицит цвета (около 8% населения; трудности, отличающие красное от зеленого является наиболее распространенным). Веб-приложение позволяет пользователям взаимодействовать с шаблоном карты, изменяя цвета, фон, границы и ландшафт. Пользователь может выбрать одну из трех основных форм цветовой схемы: последовательная, расходящаяся и категориальная. Каждый подходит для конкретных видов данных, как описано ниже.

Последовательные цветовые схемы должны использоваться, когда данные располагаются от низкого до высокого значения данных (например, данные о среднем годовом доходе по округу в Пенсильвании). Эта последовательная схема выравнивает цвета от светлых (изображающие низкие значения данных) до темных (изображающих высокие значения данных) в пошаговой последовательности. Последовательные схемы могут полагаться только на яркость цвета, как показано ниже (рис. 3.9) слева, или могут добавить некоторые вариации оттенков цвета, чтобы усилить различия в категориях, сохраняя четкое визуальное упорядочение, как показано справа. В качестве примера, на рисунке 3.10 используется фиолетовая последовательная схема 4 класса для изображения птичьего гриппа с упором на Евразию.

Рисунок 3.9: Снимок экрана: последовательная цветовая схема с одним оттенком для 5 классов (слева) и последовательная цветовая схема с несколькими оттенками для 5 классов (справа).

Рисунок 3.10. Сообщенные случаи заболевания H5N1 (птичий грипп) в каждой стране с 1 января 2003 г. по 31 декабря 2008 г.

Предоставлено: Создано Пауло Раполо.

Различные цветовые схемы выделяют важное среднее или критическое значение упорядоченных данных, а также максимальные и минимальные значения данных. Два контрастных темных оттенка сходятся в яркости цвета при критическом значении. Это схема, используемая для карты изменения численности населения на рисунке 3.3 выше, в которой критической точкой разделения является нулевое изменение.

Рисунок 3.11: Скриншот расходящейся цветовой схемы для 5 классов.

В отличие от упорядоченных данных, упомянутых в предыдущих цветовых схемах, качественные цветовые схемы используются для представления категориальных данных или данных, принадлежащих различным категориям. Разные оттенки визуально разделяют каждый из разных классов или категорий. Карта на рисунке 3.13 использует качественную цветовую схему трех разных цветов (красный, синий, зеленый) для представления разных категорий (кокс, поп и газировка соответственно).

Рисунок 3.12: Скриншот качественной цветовой схемы для 5 классов.

Рисунок 3.13: Популярный термин (кокс, поп или газировка) по большинству для каждого из смежных штатов.

Предоставлено: Дженнифер М. Смит, © Университет штата Пенсильвания; Данные из www.popvssoda.com ,

Практика Викторина

Зарегистрированные студенты штата Пенсильвания должны вернуться, чтобы пройти тест самооценки о картографическом процессе .

Вы можете проходить практические тесты столько раз, сколько пожелаете. Они не засчитываются и никак не влияют на вашу оценку.

Похожие