Карта для географии имеет особое значение!

Использование карт в геоморфологии активно повлияло на морфометрию рельефа и морфоструктурный анализ. Изучение рельефа и гидрографической сетки по топо- и гипсометрическим картам стало основным методом неотектоники. Огромное значение оказал картографический анализ и на океанологию.

Для социально-экономических дисциплин и экологии картирование приобрело значения как основного научного метода не только для изучения и отображения реальности, но активного построения моделей, разработки сценарных анализов и прогнозных схем развития ситуации в будущем (картирование на все временных этапах).

В картографии обоснование карты как модели появилось сравнительно недавно и почти сразу же стало широко применяться. При различии взглядов на карту никто не отвергает того, что она является моделью. Как модель карта отражает окружающую объективную реальность в преломлении ее субъективного понимания и восприятия картографом.

Карту, прежде всего, необходимо рассматривать как эмпирический способ исследования в географии, как своеобразный «протокол» наблюдений, их описание.

Под «описанием» следует понимать фиксацию результатов наблюдений с помощью специальных систем обозначений. Эти обозначения размещаются в легенде карты – специальном научном языке, введенном для описания географических наблюдений.

С помощью последних, данные наблюдений «переводятся» в язык науки, что способствует их дальнейшему теоретическому осмыслению. В этой связи, язык условных обозначений, в отличие от естественного языка, должен характеризоваться однозначностью, т.е. высокой степенью формализации.

Функции карты

1. Карта определенным образом систематизирует материал наблюдений.

Систематизация может проводиться разными способами, по разным признакам и критериям.

Пример: одним из способов геологических наблюдений может быть составление стратиграфической колонки с установлением последовательности залегания тел в слоистой структуре стратисферы. В роли систематизирующих признаков могут использоваться состав и структура, что может вылиться в составление специальных геологических карт – литолого-петрографических, структурно-формационных и т.д.

2 . Карта может выполнять функции средств научного пояснения, предсказания, ретросказания и гипотезы.

Перед исследователем состоит задача не только зафиксировать результаты наблюдения, а и дать им достоверное объяснение. Особенность научного объяснения – в принадлежности его к теоретическому познанию – оно раскрывает сущность объекта и связь между выявленными фактами, эмпирическими зависимостями и уже известными законами, теориями, гипотезами.

В географии используются такие способы объяснений: генетические, структурные, субстанциональные, модельные и др. С их помощью производится интерпретация карты. Пример: через отображение на карте распространения разных фаций, объясняют их генезис.

Быть средством для предвидения – одна из главных функций карты! – возможность выделения многих явлений задолго до их эмпирического установления. Пример: поскольку распределение в земной коре полезных ископаемых закономерно, то, выявив эту закономерность, при помощи геологической карты, можно судить о полезных ископаемых и даже типах месторождений, свойственных данной территории, которые пока еще непосредственно не наблюдаются.

Тоже и про ретросказания – способ добычи знаний про прошлое, на основе принципа актуализма – история геологических процессов!

3. Карта может быть и одним и способов «мнимого эксперимента» – при помощи картографической модели.

При помощи картографической модели можно осуществить перенесение мнимого/идеализированного явления на карту. Примеры: модели устойчивого развития ГЕО-3, Глобио и т.д.

4. Карта как модель отображает пространственные аспекты объектов и их временные изменения, отражает в обобщенном виде стороны этих объектов – причем в отличие от математики, моделирующей абстрактные отношения, в географии отражаются конкретные пространства.

Картографирование – особый вид моделирования, приспособленный только к пространственным формам и отношениям. Содержание (в отличие от формы!) моделируется другими, не картографическими методами (например, физико-химическими моделями). Т.е. карта – модель реальных объектов, где моделируется только пространственная характеристика этих объектов, содержание же отображается условными обозначениями.

При построении модели пространства недостаточно зафиксировать конкретные данные, необходимо дать непосредственное представление про структуру объекта. Точнее, картографическое моделирование – это метод отображения пространственно-континуального явления по дискретной фактической информации.

В общей картографии карту относят к образно-знаковым моделям, в философии – образной (идеальной) модели.

Представление про карту как идеальную знаковую модель игнорирует известные метрические свойства карты, поскольку к знаковым моделям нельзя использовать процедуры измерения.

Представление про образную модель тоже не совсем корректно, т.к. любая модель это и есть уже идеализированный образ. Специфика карты как модели связана с особенностями абстрагирования в картографии, которая в отличие от логического абстрагирования, выполняется в образно-графической форме путем идеализации (упрощения) пространственного поведения картографических наглядных знаков. Таким образом, картографическая модель, отображает пространство объектов в виде единства наглядного и логичного. Поэтому картографическая модель, отображая конкретное пространство предметов, одновременно в знаковой форме и обобщенно отражает их содержание.

5. Измерительная функция карты – свойство карты, при помощи которого возможно узнать о размерах географических объектов или о значениях любых других параметров.

Измерение объектов проходит на модели, которой является карта. Под модельным измерением подразумевают такую процедуру, когда измеряется не сам объект, а другой, который равен первому (интересующему нас) по значению параметров, или пропорционально ему деформирован (масштаб!).

6. Картографические модели, сформированные при помощи специфичных знаковых систем, служат мощным средством фиксации, систематизации и формализации знаний.

Они являются способами научного доказательства, формирования понятий и абстракций.

При помощи картографических моделей выявляются закономерности, которые тяжело выявить эмпирически.

Необходимо разделять два аспекта картографии: процесс создания картографических моделей и использование готовых карт. Поэтому, картографический метод исследований включает метод использования карт для описания, анализа и познания явлений, для получения новых знаний и характеристик, для изучения пространственных связей и прогноза явлений.

Огромное значение картографических методов для науки и практики приводит к разработке специальных методов анализа карт. В общей картографии выделяют серию приемов и способов их анализа:

- визуальный анализ – наиболее распространенный, базируется на наглядности картографических моделей;

- графический анализ – проводится через проведение специальных построений на картах;

- картометрические исследования, связанные с подсчетами на картах длин, расстояний, высот, площадей, объемов, углов географических объектов;

- математико-статистический анализ, направлен на исследование явлений, которые в своем картографическом отображении возможно рассматривать как однородные множества случайных величин, которые размещаются в пространстве – статистических совокупностей (например ареалы распространения или частоту встречаемости явления).

Генерализация как обобщение

Генерализация – основная проблема картографии. Генерализация – обобщение и отбор (упрощение) действительности, которая картографируется, при составлении карты.

Сущность генерализации при создании картографической модели проявляется в связи с абстрагированием и идеализацией.

Абстракция и абстрагирование всегда проводятся на реальном объекте (для построения модели) – нахождение несущественного и существенного для исследования в объекте, и замещение объекта объектом-моделью – результатом процедуры абстрагирования. Результатом абстрагирования является выделение общих черт и откидывание бесконечного множества несущественных. Примеры абстрагирования понятия человек, планета, живое и т.д. Абстракция – обеднение объекта, а не создание нового.

Идеализация – обоснованное замещение реального объекта его гипотетическим описанием, который функционирует как реально неосуществимая модель объекта. Примеры идеализированных объектов: материальная точка, абсолютно упругое тело, идеальный газ и т.д. Идеализация есть новый объект, полученный путем нового качественного приращения объекта.

Значение и абстракции и идеализации состоит в том, что они являются допустимыми упрощениями, позволяющими во время построения теоретических моделей исключить из рассмотрения те свойства и отношения исследуемого объекта, учет которых существенно затруднил бы такое построение.

В картографической генерализации (обобщении/упрощении) сочетается акт обобщения/сокращения количественных и качественных характеристик объектов (классификация!) и обобщение очертаний (контуров), отражающих объект (континуальность переходит в дискретность!). Процесс обобщения всегда предусматривает предварительное абстрагирование, связанное с выявлением у объекта свойств и отношений, характерных для класса объекта.

Картографическое абстрагирование отличается от логического – предметом абстрагирования является конкретное пространство явлений исследуемой действительности.

Во время составления карты выполняется двойное абстрагирование:

- сначала предмет картографического абстрагирования (конкретное пространство) с помощью изолирующей абстракции отделяется от содержания объекта (определяется форма, контур).

- затем осуществляется процедура собственно картографического абстрагирования – создание абстракции пространственной структуры, которая включает отношения трех типов: пространственную систему отсчета, пространственную протяженность и порядок взаиморасположения объектов исследования. При этом каждое картографическое отображение будет отличаться от предмета картографирования, и можно построить ряд изображений, которые будут отличаться степенью абстрагирования.

Идеализация в картографии проявляется в процессах идеализации в:

- точках (идеализированные поверхности с размерами и протяженностью в реальности),

- линиях (идеализированные полосы с шириной, протяженностью и извилистостью),

- полигонах (идеализация поверхностей), которые представляют собой результат идеализации конкретного пространства.

В картографии идеализация создается через абстракцию (пример: Земля рассматривается как поверхность эллипсоида).

Т.е. картографическая модель – модель созданная путем абстрагирования конкретного пространства предметов от их содержания.

Задания картографической генерализации в выборе главных сторон и показателей характеристик явлений. В отличие от научного обобщения, картографическая генерализация природных явлений выделяет главные, типовые признаки и особенности в размещении явлений, в их пространственных соотношениях и связях относительно Земли.

В любом случае, обобщение связанно с проблемой научной классификации исследуемых объектов. В географии эта проблема связана с разработкой легенды карты.

Другим результатом абстрагирования и идеализации является масштаб карты – соотношение длины линии на карте (модели) и соответствующей длины линии на земной поверхности.

Масштаб бывает главным и частным. Главный – постоянная величина. Частный может изменяться от точки к точки на одной карте (связано с проекцией и искривлением пространства при картографировании).

Связь уменьшения и абстрагирования двусторонняя – для уменьшения объекта необходимо абстрагирование (откидывание не нужных свойств), а для абстрагирования необходимо уменьшение (что бы выделить главное, нужно откинуть второстепенное).

Поэтому разный масштаб – разная степень абстрагирования: меньший масштаб – высокая степень абстракции, большой – меньшая. Это масштаб пространства.

Можно говорить и о масштабе содержания, что важно для тематических карт (пример: масштаб геологической карты не является масштабом той топоосновы, на которую он нанесен). Т.е. разный уровень генерализации содержания, в зависимости от уровней иерархии классификации и целей.

Масштаб содержания – показатель степени обобщения содержания карты (т.е. показатель детальности на карте содержания объекта, пространство которого отображено). Масштаб пространства – показатель степени абстрагирования. Важно найти разумное соотношение на карте между двумя типами масштабов.

Масштаб содержания часто близок по содержанию к уровню генерализации классификации (уровню иерархии), который применяется при построении легенд.

Итог: генерализация в картографии – отбор главного, существенного, типичного на карте, осуществляемый на основе абстрагирования пространства предметов картографирования и его обобщения соответственно к целевому предназначению карты.

Абстрагирование осуществляется в картографии графически, языком карты, а обобщение содержания достигается логически, через содержание легенды.

В географических картах содержание объектов картографирования обобщается при составлении легенды, которая является определенной классификационной системой природных объектов.

Виды генерализации.

1. Структурная генерализация

2. Концептуальная

Структурная – сохраняется характер размещения явлений и принятые способы изображения. Подразделяется на генерализацию формы и содержания.

Генерализация формы – масштаб пространства – уменьшение масштаба при соблюдении пространственных соотношений.

Генерализация содержания – упрощение содержания карты.

Концептуальная генерализация – связана с обобщением понятий, заменой элементарных понятий синтетическими, с введением новых понятий и способов изображения.

Выделяют такие этапы качественной генерализации: символизация, группировка и смена представления. Символизация направлена на построение легенды карты и состоит в замене взаимно однозначных отношений отношениями взаимно многозначными. Группировка – обобщение понятий (таксономическая группировка, количественная группировка (градации фактора), группировка полей принадлежности (смена подчиненности другому уровню иерархии). Смена представления явления – пример при переходе от информации представленной на карте дискретно, к ее показателям на ед. площади – переход от свойств объекта к связи между явлениями – более высокая генерализация.