–контролювати якість прогнозних побудов до початку натурних спостережень, оптимізувати мережу цих спостережень, моделювати різні стратегії використання природного середовища;

–забезпечити оперативну інформаційну підтримку експертних рішень довідковими, фактографічними й аналітичними даними.

Особливістю ГІС є те, що дані (геометрія й атрибутика) та їх зміст (семантика) поділені за логічними (тематичними) групами, які називаються шарами і які, в свою чергу, групуються в тематичні карти.

Для того щоб просторові дані були відображені на карті, слід визначити набір правил відображення даних на електронній карті. В деяких ГІС візуалізатори просторових даних називають символікою відображення даних.

Виділяють такі розділи тематичного картографування:

–картографування природи: геологічне, кліматичне, ґрунтове, геоботанічне тощо;

–картографування суспільства: населення, господарства, історичне тощо;

–картографування взаємодії природи і суспільства: інженерно-

геологічне, екологічне, природоохоронне тощо;

–створення карт, атласів та інших картографічних творів.

Атрибутивна інформація, на основі якої будується карта (одне чи

декілька полів бази даних), називається тематичною змінною.

Тематична змінна може використовувати вираз, який обчислює нове значення на підставі значень одного чи декількох полів з використанням математичних, логічних і просторових операторів або функцій.

При створенні тематичних карт ГІС дозволяють користуватися сотнями кольорів, різними символами і типами ліній, які дають можливість створювати карти з плавним переходом кольорів, за допомогою тіней більш реально відображати рельєф або інші графічні матеріали.

В основу тематичної карти можна брати відскановані картографічні матеріали, супутникові знімки, фотографії тощо.

1.4. Картографічні умовні знаки та особливості їх застосування

Базовим елементом усіх картографічних зображень є умовні знаки, за допомогою яких просторові об’єкти відображуються на карті.

Система умовних знаків утворює мову карти.

Картографічні умовні знаки (convertional sings, (cartograpnic) symbols, map symbols) – графічні символи, що використовуються на картах для позначення різних об’єктів і явищ реального світу.

Умовні знаки утворюють три відносно самостійні системи знаків:

–геометричні (точки, лінії, полігони);

–графічні різних форм, розмірів, кольорів (штрихування), які утворюють зміст карти;

–письмові (спеціальні) – географічні назви (імена), що пояснюють характеристики об’єктів на карті, надають більш докладні відомості про

17

зображені на картах об’єкти і явища. Пояснювальні підписи найчастіше передають найменування у скороченій формі: шах. – шахти, оз. – озеро, вдсх. – водосховище. Деякі підписи дають якісну і кількісну характеристику об’єктів: висоту гори, швидкість течії води у річках, якість води в озерах (солоне або гірко-солоне) тощо.

Описані підсистеми умовних знаків дають ключ до розуміння устрою та функціонування мови карті визначаютьсяпевними правилами (стандартами).

Умовні знаки характеризують просторове розташування реальних або абстрактних об’єктів, їх вигляд, форми й розміри, якісні й кількісні особливості, внутрішню структуру, місце в ієрархії однорідних об’єктів.

Сукупності умовних знаків на картах формують картографічні образи зображуваних об’єктів або явищ.

Проте умовні знаки, що розташовані згідно з певними правилами, – це ще не карта. Перетворення умовних знаків на карту відбувається тільки після їх певного розміщення в площині карти відповідно до положення позначуваних ними об’єктів відносно заданої мережі географічних координат. Географічна сітка меридіанів і паралелей разом з геометричними лініями, точками і полігонами – контурами геооб’єктів – утворюють "скелет" карти, її власне картографічну (просторову) складову. Функція цієї картографічної основи – відбити розташування об’єктів картографування відносно обраної системи відліку координат, їх взаємне розташування, просторову форму та орієнтацію. Поєднання умовних знаків з відповідними геометричними елементами, що висвітлює місце розташування геооб’єктів на картографічній основі, й утворює карту.

Розрізняють позамасштабні умовні знаки (point symbols), що застосо-

вуються для об’єктів, локалізованих у пунктах, лінійні умовні знаки (line symbols) та площинні умовні знаки (area symbols) для заповнення площ.

Зведення умовних знаків дається в легенді карти.

Візуалізатори набору просторових даних задають правила, за якими будуть обиратися різні умовні знаки для окремих об’єктів з цього набору даних.

1.4.1. Геометричні умовні знаки та особливості їх застосування

У картографії виділяють три основні типи геометричних умовних знаків: точкові, лінійні та полігональні.

Точковими умовними знаками на карті зображують об’єкти або явища, розміри яких в масштабі карти дуже малі (зазвичай менше 1 мм). Кожний точковий умовний знак характеризується координатами розміщення на карті, типом, розміром, кутом повороту і кольорами відображення. При цьому розмір умовного знака вибирається не пропорційно розміру зображуваного об’єкта, а так, щоб він добре сприймався людиною. Саме тому міста на дрібномасштабних картах зображують точковими умовними знаками у вигляді кіл, а не багатокутників з точними границями, при цьому розмір таких кіл істотно більший за точні багатокутники.

18

Приклади використовуваних точкових умовних знаків подано на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Приклади стандартних точкових умовних знаків, що застосовуються для складання тематичних карт в ГІС

1.Прості стандартні фігури (кола, квадрати, ромби, трикутники, перехрестя) дозволяють швидко відображувати точкові об’єкти на екрані монітора. Незважаючи на те, що даний спосіб не відповідає нормам картоскладання, він реалізований у більшості існуючих ГІС.

2.Стандартні стрілки. Цей спосіб використовується для відображення точкових об’єктів (подій, явищ), що мають визначену орієнтацію в просторі. Для стрілок задається тип, розмір, довжина і кут повороту. Цей спосіб притаманний більшості ГІС.

3.Растрові зображення. Такі умовні знаки задаються у вигляді прямокутного растру, при цьому деякі комірки позначаються як прозорі. Перевагою цього способу є простота задання умовних знаків. До недоліків відносять: растровий характер зображення, помітний при збільшенні карти; технічні складності плавного масштабування і повороту растрів, а також відображення прозорих частин растру; низьку швидкість виведення растрів на монітор порівняно з виведенням векторних малюнків. Однак останнім часом, завдяки удосконаленню програмно-апаратних технологій роботи з растрами, ці недоліки практично нівелювалися.

4.Символи масштабованихшрифтів Windows (OpenType, TrueType, Type1).

Такі умовні знаки складаються з декількох символів шрифтів, послідовно

19

накладених один на одного, кожний з яких характеризується своїм індивідуальним розміром, кольором, кутом повороту і зсувом відносно інших символів. Головною перевагою є висока швидкість виведення і якість отриманих умовних знаків на екрані комп’ютера, оскільки зображення символів на екрані здійснюється стандартними засобами ОС Windows, які забезпечують згладжування сходових ефектів символів. Вадою ж методу є складність створення умовних знаків для пересічних користувачів ГІС, оскільки для цього потрібно створювати нові символи шрифтів ОС Windows за допомогою спеціальних програм редагування шрифтів. Цей спосіб реалізований, наприклад, в ArcGIS.

5.Векторні рисунки, що створюються в спеціалізованих векторних редакторах умовних знаків. Даний спосіб є найбільш гнучким, оскільки векторні зображення малюються швидше, ніж іншими способами; якість зображення при друці (але не на екрані) є більш високою, на відміну від інших способів; дозволяє користувачеві швидко і зручно створювати нові умовні знаки. Цей спосіб реалізований, зокрема, в технології ex-шрифтів, що використовується системою IndorGIS.

6.Метафайли. Умовні знаки задаються у вигляді векторних зображень, що зберігаються у форматі Windows Metafile. Цей спосіб є достатньо швидким і якісним, однак незручний для користувача, якщо він передбачає створювати нові умовні знаки.

7.Багатошарові умовні знаки, що складаються зі знаків, заданих різними вищенаведеними способами. Цей спосіб використовується, наприклад,

вArcGIS, а також у низці інших ГІС.

Лінійними умовними знаками на карті зображують об’єкти або явища, у яких довжина істотно перевищує ширину об’єкта, яка складає зазвичай менше 1 мм. Саме тому на дрібнота середньомасштабних картах малі річки, магістральні нафтогазопроводи, повітряні лінії електропередачі, автомобільні дороги і залізниці зазвичай зображують лініями.

Кожний лінійний умовний знак на карті повторює певну лінію (ламану або криву), додатково характеризуючись типом знака, товщиною і кольорами відображення.

Лінійні умовні знаки в деяких випадках можуть включати в себе, як складові частини, точкові умовні знаки, що розміщуються вздовж відображуваної лінії через певну відстань або в характерних точках, наприклад, у вузлах відображуваної ламаної. При цьому точкові умовні знаки можуть повертатися разом з лінією або бути однаково орієнтованими. Наприклад, повітряна лінія електропередач (ЛЕП) може бути описана ламаною, вершини якої подають опори, а відрізки ламаної – просвіти між опорами. Лінійний умовний знак, що описує цю ЛЕП, може включати точкові умовні знаки опор, при цьому просвіти між опорами будуть зображені звичайними відрізками прямих.

Способи подачі лінійних умовних знаків подано на рис. 1.12.

20

Рис. 1.12. Способи задання лінійних	Рис. 1.13. Деякі способи задання
умовних знаків у ГІС	площинних умовних знаків у ГІС

1.Простими стандартними лініями, промальовування яких здійсню-

ється програмними засобами ОС Windows (реалізована в ОС Windows GDI). Це суцільні, штрихові, пунктирні, штрих-пунктирні і штрих-штрих-пунктирні лінії. При цьому тільки суцільні лінії можуть відображатися не одиничною товщиною. Цей спосіб дозволяє швидко відображати лінійні об’єкти на екрані, однак він не відповідає нормам створення картографічних матеріалів.

2.Штриховими лініями, в яких можна задавати товщину і довжину штрихів, а також проміжки між ними. Цей спосіб суттєво поліпшує образотворчі можливості ГІС, але не вирішує проблеми відображення повноцінних умовних знаків.

3.Рубаними лініями. У цьому способі вздовж відображуваної лінії з певною періодичністю малюються невеликі відрізки під заданим кутом до лінії. Рубані лінії характеризуються розміром і формою маленьких відрізків, а також проміжками між ними. Даний спосіб реалізований тільки в деяких сучасних ГІС.

4.Точковими умовними знаками, що повторюються вздовж лінії з певною періодичністю, а також окремі знаки, які повторюються на кінцях лінії. Цей спосіб реалізується у більшості сучасних ГІС.

5.Багатошаровими умовними знаками, що складаються зі знаків, зада-

них різними вищенаведеними способами. Цей спосіб використовується, наприклад, в ArcGIS, а також у низці інших ГІС.

Основна проблема комп’ютерного зображення лінійних умовних знаків полягає в зображенні кінців ліній і місць перегину. Річ у тім, що для багатьох умовних знаків, що застосовуються в картографії, є різноманітні неформалізовані обмеження, наприклад, якщо лінійний умовний знак є штриховою лінією, то її проміжки не повинні припадати на кінці і точки повороту відображуваної лінії. Саме тому багато лінійних умовних знаків на реальних картах мають неформальну (не строго періодичну) структуру.

21