17.4. Генерализация геоизображений

Генерализованность — неотъемлемое свойство всех геоизобра­жений. Теория и методы картографической генерализации разра­батываются давно, подробно исследованы ее принципы, точность, субъективные факторы, формальные критерии и т.п. (см. гл. VII). Генерализация аэрокосмических геоизображений изучена хуже, и связано это с тем, что она долго не признавалась «настоящей» (по сравнению с картографической) из-за ее механического, не-

творческого характера. То, что генерализация на снимках возника­ет как бы сама собой, повело еще и к тому, что в аэрофототопог­рафии, а впоследствии и в космическом зондировании научному осмыслению генерализации уделялось мало внимания.

Проблемы теоретического обоснования генерализации возникли в связи с внедрением автоматики. Именно этот процесс оказался камнем преткновения из-за трудностей алгоритмизации нефор­мальных сторон генерализации. Новые проблемы возникли с по­явлением динамических геоизображений. Генерализация приобре­ла еще одно измерение — временное.

Рассмотрение геоизображений с позиций геоиконики показы­вает, что картографическая генерализация не единственный «закон­ный» вид генерализации, она существует и в других видах и вариантах.

Напомним, что картографическая генерализация — это отбор, обобщение, выделение главных, типических черт изображаемых на карте объектов соответственно назначению, масштабу, содер­жанию карты и особенностям картографируемой территории. Бла­годаря генерализации карта не является простой копией объекта. Она «пропускается» через голову и руки картографа и несет в себе отпечаток его представлений об объекте, знаний, научного опыта. Оперируя философскими категориями, можно сказать, что гене­рализованная карта — это субъективный образ объективной дей­ствительности.

Дистанционная генерализация — это геометрическое и спект­ральное обобщение изображения на снимках (аэро-, космичес­ких, наземных, подводных), определяемое комплексом техни­ческих факторов (методом съемки, ее высотой, спектральным диапазоном, масштабом, разрешением) и природными особен­ностями (характером местности, атмосферными условиями и др.).

Генерализацию данного вида называют по-разному: оптичес­кой, фотографической, космической, механической и т.п. Она возникает, прежде всего, за счет увеличения высоты, когда мно­гие объекты становятся попросту неразличимы. Иначе говоря, с уменьшением масштаба уменьшается и разрешающая способность снимка, его свойство раздельно воспроизводить мелкие детали местности. Кроме того, чем выше поднята съемочная аппаратура, тем толще слой атмосферы, поэтому земные объекты различаются менее четко, очертания их становятся расплывчатыми, контрасты ослабевают, а некоторые малоконтрастные объекты сливаются.

316 Глава XVII. Геоиконика

Генерализация геоизображений 317

При дистанционной генерализации интегрируются (синтези­руются) спектральные и геометрические характеристики объекта, а изменение детальности изображения приводит к перестройке его структуры. На космических снимках мелкого масштаба генерализа­ция бывает настолько сильна, что становятся отчетливо видны крупные (планетарные) блоки литосферы и биосферы, проявля­ются границы природных зон и даже макроэлементы социально-экономической инфраструктуры.

Дистанционная генерализация — механический процесс, хотя в определенной степени его можно контролировать, например, меняя технические параметры съемки, подбирая те или иные ди­апазоны, чувствительные материалы и съемочную аппаратуру.

Динамическая генерализация — механическое (анимационное) обобщение изображения, позволяющее прослеживать главные, наиболее устойчивые во времени закономерности, типичные дол­говременные тенденции развития явлений за счет изменения ско­рости демонстрации фильмов и анимаций.

Принцип динамической генерализации, определяемый скоро­стью смены кадров, прост, но эффект его еще недостаточно изу­чен. Суть состоит в том, что при быстрой демонстрации анимации короткопериодические изменения быстро промелькнут на экране и зритель увидит лишь долговременные изменения, а при медлен­ной демонстрации, наоборот, динамические процессы можно рас­смотреть во всех подробностях. Таким образом, динамическая ге­нерализация добавляет к картографической и дистанционной еще один аспект — временной, очень полезный для изучения структу­ры и динамики географического пространства.

Наконец, как особый вид выделяется автоматическая (логико-математическая), или «машинная» генерализация, которая про­является в формализованном отборе, сглаживании и фильтра­ции изображения в соответствии с заданными формальными кри­териями.

Сглаживание упрощает очертания извилистых контуров, изо­линий и расчлененных поверхностей. В зависимости от принятых параметров (сглаживающих функций, шага или окна осреднения) можно получить линии и поверхности разной гладкости. Для тех же целей применяют аппроксимирующие функции, с помощью которых получают поверхности тренда, по сути это то же сглажи-

вание. Аналогичный смысл имеют и процедуры фильтрации, ког­да исходное изображение как бы пропускается через сито с ячей­ками (окнами) разной крупности, создавая эффект генерализа­ции. Процесс автоматической генерализации хорошо поддается уп­равлению, но в него трудно вводить неформальные оценки, содержательные ценностные параметры.

Итак, все геоизображения имеют ту или иную .генерализацию, хотя она проявляется в разных видах и вариантах. Планы, карты и производные от них геоизображения любого масштаба подверга­ются картографической генерализации, снимки — дистанцион­ной, анимации — динамической, а компьютерно обработанные или преобразованные геоизображения — автоматической генера­лизации. Комбинированные геоизображения, примеры которых приведены в табл. 17.5, сочетают в себе разные виды генерализа­ции. Скажем, фотокарты обладают и картографической, и дистан­ционной генерализацией, а преобразованные космические сним­ки — автоматической и дистанционной.

Особым комбинированным видом является интерактивная гене­рализация, сочетающая содержательные принципы картографичес­кой генерализации и формальные логико-математические приемы.

Таблица 17.5