Сторінка
3

Картографічне моделювання. Його принципи та види

Розвиток кількісних методів в науках про Землю дуже швидко показав, що головне обмеження багатьох математичних моделей пов'язане з їх недостатньою просторовою диференційованістю. Будь-який показник або рівняння, які одержані для деякої території (ареала, района), ще не дають уявлення про зміни цього показника чи рівняння від одного місця до іншого в межах даної області або района. Проте саме в цьому полягає сутність просторового аналізу об'єкта.

Як зазначав Д.Л. Арманд (1975), слід не лише одержати математичну модель, а й навчитися її картографічне подавати, відображаючи зміни математичних залежностей між об'єктами від одного місця до іншого, прив'язуючи їх до елементарних (або характерних) одиниць територіального поділу.

В математико-картографічному моделюванні поряд з конструюванням порівняно простих моделей (найпростішими є ізолінійні карти, картограми, картодіаграми тощо) часто застосовують більш складні, які потребують багатьох перетворень математичних залежностей в картографічну форму та навпаки. Таким чином виникають ланцюжки, цикли та "дерева" перетворень. В цій ситуації головна увага має концентруватися на оптимальному сполученні та ^взаємодії моделей, на компактності перетворень заради забезпечення ефективності та найбільш короткого шляху дослідження.

Сполучення аерокосмічного та картографічного моделювання — це ще одна сфера моделювання, яка формується в процесі розвитку методів фотографічної та фотоелектронної регістрації відбитого та власного електромагнітного випромінювання об'єктів в різних діапазонах. Вже тепер відомо значну кількість аерокосмічних моделей, яким притаманні різні можливості їх використання. Чорно-білі, кольорові та спектрозональні фотознімки, телевізійні, радіолокаційні, теплові інфрачервоні та інші знімки або сканерні зображення забезпечують можливість їх комбінування та трансформування, тобто одержання багатьох похідних моделей, таких наприклад, як синтезовані або розчленовані зображення, цифрові моделі тощо. Використання цих аерокосмічних моделей було б обмеженим, якби не відбувалося дешифрування знімків, тобто те первинне картографічне їх перетворення, яке необхідне для сприйняття та розуміння сфотографованих об'єктів.

Схожість карт, аерофотознімків та зображень Землі з космосу, як моделей дійсності, полягає в наявності масштабу, метричності, високої оглядової спроможності, неперервності тощо. Це зумовлює близькість прийомів обробки інформації, їх одержання та перетворення. Знімки однак не відображають об'єкти та явища, які не можна побачити, або науково абстраговані явища. Карти не потребують дешифрування. Тобто поряд із спільними властивостями аерокосмічних знімків та карт, як моделей, існують розбіжності й повної відповідності між ними нема. Космічні зображення порівняно з аерофотознімками ближче стоять до карт в зв'язку з їх високою оглядовістю та детальністю, високою здатністю до використання, фотографічною (портретною) конкретністю та генералізованістю, яка виникає внаслідок оптичної інтеграції зображення.

Аеро- та космічні знімки, як моделі, відтворюють (за дослідженням М.Є. Смирнова, 1975) форми об'єктів, співвідношення розмірів, оптичні властивості об'єктів, зовнішній вигляд місцевості — її морфографію, що становить собою основу первинної інформації, яку одержують шляхом дешифрування знімків. Наявність інформації в аеро- та космічних знімках передбачає деякий вибір тих властивостей об'єктів, які відтворюються в них а також засоби кодування цих властивостей. У відповідності до мети та завдань процесу дослідження може бути обраний за існуючими еталонами тип аеро- або космічного зображення, його масштаб. До кожного типу можна підібрати технічний арсенал аерокосмічного моделювання (зону спектра для зйомки, плівку, найбільш придатну за своїми фотохарактеристиками, варіанти відтворення зображення тощо). О.М. Берлянт вважає, що для аналізу аерокосмічних моделей, їх інтерпретації та перетворення цілком придатні прийоми, які застосовуються при використанні карт (статистичні, картометричні, за якими можна визначити середні величини, показники розподілу, коефіцієнти кореляції, значення довжин, напрямків, площ та об'ємів).

Побудову та кількісний аналіз карт, створених на основі аерокосмічних моделей, які систематично оновлюються, покладено у фундамент нової сфери в картометрії — динамічної картометрії. Отже завдяки розвитку аерокосмічного моніторингу створилися умови картометрування швидкоплинних явищ та процесів (снігового покриву, стану сільськогосподарських посівів, поширення лісових пожеж та забруднення акваторій тощо).

Таким чином тісний взаємозв'язок між аерокосмічним та суто картографічним моделюванням обумовлює виділення особливого комбінованого тину моделювання, якому притаманний певний технічний та методологічний арсенал засобів переходу від портретних моделей до картографічних.

Розглядаючи типи моделей, які є допоміжними в процесі побудови картографічних, ми визначили можливості структурно-графічних моделей. Такі ж функції мають і матричні моделі. Ці типи моделей можуть використовуватися на будь-якому етапі дослідницького процесу, але найбільшу користь від їх побудови та застосування ми маємо на передкартографічному етані моделювання, отже і вид моделювання нами названий передкартографічним. Його черговість може бути встановлена слідом за теоретико-картографічним моделюванням, де визначаються методологія та шляхи, процес дослідження. Цей вид моделювання заповнює прогалину між теоретичною та практичною стадіями картографічного моделювання, дає змогу оцінити, в якій мірі використання аерокосмічних моделей подає інформацію про об'єкти та явища, встановити шляхи пошуку інформації, якої не вистачає для висвітлення їх головних рис та властивостей. Як зазначає О.О. Лютий (1988), впритул до використання структурно-графічних моделей систем карт підійшло математико-картографічне моделювання. B.C. Тікунов (1985) виділив три групи полімодельних конструктів: 1 — ланцюжковоподібні (однопорядкові — послідовні поетапні дослідження); 2 — сітьові (паралельні проробки для порівняльного аналізу і вивчення явищ); 3 — деревоподібні (серії карт схожої або близької тематики для багатопланового вивчення явищ). До цього можна додати четвертий полі модельний конструкт тину "переплетених крон дерев", за яким можна дослідити взаємодію явищ, об'єктів, факторів та їх наслідки.