Картографическая информация

А.М.Берлянт (1986, с.60-62), опираясь на работы многих картографов, дает широкое толкование понятия «картографическая информация. Картографическая информация не существует сама по себе, отдельно от читателя, а возникает только в системе «карта-читатель карты». Карта в отличие от других средств коммуникации дает не последовательность сигналов (знаков), а множество знаков одновременно, что дает возможность их пространственной комбинации, т.е. сложения, взаимного перекрытия, соседства, объединения, пересечения и т.п. Это связано с двумерным характером картографических изображений. Но за счет горизонталей и других способов изображения появляется возможность показа третьей оси пространства.

Картографическая информация не исчерпывается нагрузкой карты, а проявляется еще и через отношения между изображаемыми явлениями (взаимосвязь, зависимость, положение, конфигурации и т.п.). (Берлянт, 1986, с.61). Часть картографической информации присутствует на карте как бы в скрытом виде, не поддается формально-информационной оценке и может быть выявлена в ходе различных логических и математических процедур: сравнительный анализ, пространственной корреляции, сложения и вычитания поверхностей, разложения поверхности на фоновую и остаточную и др.

Информация, получаемая по карте, не заключена только в непосредственном восприятии исходных данных. Она также формируется из отношений, группировок, соседства, сочетаний. Таким образом, карта не только знаковая, но и образно-знаковая модель действительности (Берлянт, 1986, с.62).

Карта обладает свойством синтетичности, то есть способностью отображения целостных систем. Цветной фон, штриховка и другие картографические значки позволяют показать размещение разнообразных характеристик (природных, хозяйственных, технических и др.), что делает карту, условно говоря, многомерной.

Понятие «информация» было введено К.Шенноном в 1948 году. Он связал это понятие с уменьшением неопределенности и предложил для оценки ее количества энтропийную меру. В.И.Сухов связал картографическую информацию с нагрузкой карты, приходящейся на единицу площади. Информационную емкость карты он представил как некую совокупность графических символов. Вероятности (p , p , …., p ) появления этих символов на карте позволяют оценить неопределенность их появления с помощью формулы К.Шеннона: H = - p log p , где n – число знаков на карте. Мерой количества картографической информации служит убыль энтропии в битах, сопровождающая появление данного знака. Вероятностно-статистический подход к оценке картографической информации весьма формален. Наибольшая слабость подхода заключается в его одномерности (что вполне применимо в радио и телеграфе, для чего и была создана теория), которая не позволяет раскрыть характер пространственных отношений.  

Большое количество информации возникает при взаимодействии карты и пользователя карты (потребителя). В принципе любая информация (не только картографическая) имеет субъект-объектный характер, то есть она возникает при взаимодействии объекта и субъекта (Урсул, 1968). Таким образом, картографическая информация не существует сама по себе, а возникает только в системе «карта-читатель карты. В результате, часть информации присутствует на карте как бы в скрытом виде. Ее невозможно оценить формальным путем. Она «раскрывается» в ходе мысленных операций исследователя, математических операций, через сопоставление информации различного типа. Поэтому карта не может считаться лишь знаковой моделью – это образно-знаковая модель.

Таким образом, очень большую информацию пользователь карты получает в результате анализа картографических образов (Берлянт, 1986). Картографический образ – это пространственная комбинация (композиция) картографических знаков, воспринимаемая читателем карты или распознающим устройством (Берлянт, 1986, с.63). Картографические образы формируются всей совокупностью графических средств: формой знаков, их величиной, ориентировкой, оттенками цвета, пространственными комбинациями знаков, их взаимным расположением, характером взаимного совмещения и объединения и др. Эти элементы образуют бесконечное множество картографических образов, подобно тому, как комбинации семи музыкальных нот дают неисчерпаемое разнообразие мелодий. Но картографический образ возникает лишь при взаимодействии пространственной комбинации картографических знаков с читателем карты, то есть картографический образ – это пространственная комбинация картографических знаков, воспринимаемая читателем карты или распознающим устройством.

Как рассчитать количество комбинаций знаков? Как известно, общее количество сочетаний при n знаках равно 2 - 1. Таким образом, если на карте имеется 10 знаков, то число возможных комбинаций составит 1023, а при 20 знаках – 1 млн. комбинаций. Поскольку на карте число знаков нередко составляет несколько сотен, то число возможных комбинаций достигает астрономических величин. В этом бесконечном многообразии читатель карты ориентируется в соответствии со своими целями и своей подготовленностью. Он выбирает из множества знаковых комбинаций те, которые наполнены интересующим его содержанием и исключает ненужные комбинации. А.М.Берлянт (1986, с. 72) демонстрирует различные варианты конфигурации гидрографической сети (рис.1.21), которые получают у более или менее подготовленного в гидрологии и геоморфологии исследователя правдивую интерпретацию. На верхнем левом изображении показана речная сеть, характерная для территории с однородной литологией, горизонтально залегающими пластами и с отсутствием разломов и трещин. На нижнем левом изображении – радиальное центробежное расбегание потоков связано с локальным поднятием земной коры. Остальные варианты рисунка речной сети читатель может интерпретировать сам.

Способность человека ориентироваться в картографических образах значительно более эффективна по сравнению с машинными алгоритмами. Изучены психофизические особенности восприятия зрительных образов. Эффективность основана на способности человеческого глаза совершать разные виды движений (высокочастные, медленные и плавные, резкие и дальние), которые позволяют выявить инварианты картографического образа: узлы, структурные и рубежные линии.

Таким образом, А.М.Берлянт предлагает трехчленную формулу: картографический знак (КЗ) – картографический образ (КО) (определенным образом упорядоченная в пространстве комбинация разных знаков)- картографическая информация (КИ). Но между тремя ступенями нет однозначного соответствия, поскольку каждый переход - КЗ-КО и КО-КИ – совершается при участии составителя карты или пользователя карты, использующих массу субъективных представлений о своих целях и задачах, по-разному подготовленных и использующих разный набор методов. Один и тот же КО, по-разному воспринятый и истолкованный читателями, может дать разную информацию. Но такая субъективность возникает и при использовании других видов информации.

Вместе с тем, не существует полного произвола в интерпретации картографического изображения, что объясняется наличием объективной основы и неких инвариантов в каждом из них.

Основа всех способов извлечения КИ (ориентирование, определение картометрических показателей, оценка экологической ситуации, трансформирование картографической информации в математико-картографическую модель и др.) – чтение карты. Анализ начинается с визуального рассмотрения карты. А.М.Берлянт (1986, с.81) различает три этапа: 1)предварительный просмотр изображения и получение начальной КИ; 2)уточнение и детализация КО и КИ, сопровождающееся самообучением читателя; 3)окончательная фиксация КО и содержательная интерпретация КИ. Общий алгоритм чтения карты изображен на рис.1.22. Сначала осуществляется общий осмотр территории, в результате которого выявляется общий фон и производится его оценка, а также распознаются инварианты КО. В результате формируется первичный КО, а на его основе – первичная КИ. Далее осуществляется оценка полученной КИ с точки зрения ее соответствия поставленной цели. Если это соответствие обнаруживается, то производится детализация КО, получение дополнительной КИ. Если выясняется, что КИ не отвечает поставленной цели, то необходимо возвратиться к первым этапам исследования.

После получения дополнительной информации производится формирование окончательного КО, уточнение инвариантов, содержательная интерпретация и т.д.

По сложности различаются элементарные, сформированные одним картографическим знаком, и сложные, образованные множеством знаков. Различаются также однопорядковые КО, составленные однотипными знаками, и разнопорядковые КО, составленные знаками разного типа и даже разных систем.

С.Г.Кара-Мурза: карта как способ свертывания и соединения разнородной информации почти мистической эффективностью. Карта не просто пассивно предоставляет свою информацию, она вступает в диалог с человеком. Она инструмент творчества, которую пользователь додумывает, дополняет своим знанием и чутьем, становясь соавтором картографа. Карта мобилизует пласты неявного знания работающего с ней человека, его подсознание, гнездящиеся в нем иррациональные установки и предрассудки, особенно если его подтолкнуть к этому. Карта – это не отражение видимой реальности (как, например, аэрофотоснимок), это визуальное выражение представления о реальности, переработанного той или иной теории, той или иной идеологии (Кара-Мурза, 2001, с.102).

Таким образом, изучение карты позволяет пользователю получить новую информацию, которую даже не подразумевал картограф! Эта новая информация (своего рода вторичная) возникает вследствие взаимодействия пользователя, обладающего знаниями структуры реального мира.

Эти свойства карт, описанные в работах К.А.Салищева (1982) и А.М.Берлянта (1986), свойственны и экологическим картам.

Характеристика экологической информации по пространственно-временным свойствам. Кроме приведенной выше классификации, экологическая информация может классифицироваться по характеру пространственно-временных масштабов и по типу систем, относящихся к различным уровням организации.

Анализ пространственных и временных масштабов геосистем позволяет провести следующее разграничение видов экологической информации. Во-первых, можно говорить об информации, различающейся по типу пространственного снятия, т.е. информация может фиксироваться в точке, в пределах линии, площади или объема.

По характеру получения во времени следует различать мгновенную, а также фиксируемую в течение более длительных промежутков времени - минут, часов, суток, месяцев, лет и т.д. Кроме того, информация может быть получаема периодически или эпизодически. Временные масштабы получаемой информации, соотнесенные с задачами ее использования, позволяют в каждом конкретном случае произвести ее разграничение на базовую и оперативную. Базовой информацией следует считать ту, время изменения которой значительно больше времени, в течение которого потребитель осуществляет действия по ее использованию. Т.е. в этом случае базовая информация сохраняет свое постоянство в течение всего периода ее использования и показатели, относящиеся к ней, могут рассматриваться как константы. К базовой информации в первую очередь могут относиться длиннопериодные показатели, связанные с геологическим строением, общими чертами рельефа, главными характеристиками почвенного покрова, растительности и др.

Оперативная экологическая информация охватывает все показатели, характерное время которых примерно равно тем отрезкам времени, в течение которых производится фиксация информации, ее обработка, передача потребителям и анализ, а также принимаются решения. В этом случае важнейшее место должно занимать сопоставление названных отрезков времени. Если время изменения объекта меньше времени, затрачиваемого на получение и использование информации, то такая экологическая информация может использоваться лишь для ретроспективного анализа выявления закономерных связей объектов и субъектов.

В настоящее время происходит переоценка критериев прогресса развития человечества, что заставляет вносить коррективы и в показатели состояния экологических систем. Становится ясно, что экономический рост, увеличение количества добываемых полезных ископаемых, рост производства энергии и другие аналогичные показатели есть лишь иллюзия прогресса, поскольку сопровождаются разрушением среды обитания человечества. Начинают вводится новые показатели развития, среди которых называются: площадь сохранившихся естественных ландшафтов, продолжительность обучения, продолжительность жизни, обеспеченность жителей продуктами питания и товарами первой необходимости. Система национальной статистики устарела. Требуется переосмысление перспектив экономического развития, формирование новых экономических категорий, связанных с экологическими и социальными критериями. Сами критерии прогресса и благосостояния не могут быть единообразны для всех стран и народов, имеющих различную историю, религию, сложившиеся традиции, менталитет, уровень экономического развития и другие. Специалисты программы ООН по проблемам социально-экономического развития предложили и "индекс развития человека" как индикатор удовлетворения потребностей человека. Он вычисляются по данным о четырех параметрах: - ожидаемая продолжительность жизни - уровень неграмотности взрослого населения - средняя продолжительность обучения в школе - подушный годовой доход.

Дата добавления: 2015-09-06