УДК 911.9

Лебедев Петр Петрович,

доктор технических наук, профессор

Лукьянова Татьяна Семеновна,

доктор географических наук, профессор

Государственный университет по землеустройству, г. Москва

Lebedev Petr Petrovich

doctor of technical sciences, professor

Lukyanova Tatiana Semenovna,

Doctor of Geographical Sciences, Professor

State University of Land Use Planning, Moscow

ОБОБЩЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЫ

GENERALIZED DETERMINATION OF THE GEOGRAPHICAL CARD

Аннотация

На основе анализа определения географической карты, а также формализованного описания структуры картографической информации предложено обобщенное понятие классической и цифровой географических карт.

Abstract

Based on the analysis of the definition of a geographical map, as well as a formalized description of the structure of cartographic information, a generalized concept of classical and digital geographic maps is proposed.

Ключевые слова: географическая карта, пространственные отношения, картографическая структура, геоинформационная структура.

Keywords: geographic map, spatial relations, cartographic structure, geoinformation structure.

Два основных фактора определили современное научное понимание объекта и определение понятия насчитывающего более века термина географическая карта – развитие знаний картографической науки и развитие самой карты  как феномена, сопровождающего общество на протяжении всей его истории. При этом в течение XX века, к началу которого окончательно сформировались устройство и облик классической «живой» (в отличие от виртуальной) географической карты, понятие о ней постоянно менялось исключительно под влиянием развития научных знаний. Появлялись новые направления картографирования, объекты, темы и области применения географических карт, совершенствовались методы и технологии создания и использования, но сложившиеся принципы устройства и функционирования оставались неизменными. Научный взгляд на нее менялся по мере появления, развития и применения знаний и методов теории информации, теории систем, кибернетики, теории образов, семиотики, теории моделирования и других общенаучных дисциплин. Но начиная примерно с 2000 года ситуация радикально меняется: на первое место выходит фактор развития, а точнее сказать практика революционного переустройства самой географической карты, ее веками сложившейся природы. Произошли изменения до такой степени быстро и радикальные, что в первое время высказывались мнения о появлении некой виртуальной сущности, только внешне (изображением на экране или его оттиском на бумаге) напоминающей классическую карту и образовании альтернативной картографии. Сегодня, по прошествии некоторого отрезка времени, когда специалисты-картографы стали знать геоинформатику и научились применять ГИС, а специалисты по геоинформатике лучше знать традиционную картографию, водораздел между картографией и геоинформатикой размывается, указывая на схождение представлений о классической и цифровой картах, за которыми может стоять их внутреннее единство.

Цель статьи в этой связи с помощью анализа развития понятия географической карты, исследования ее структуры раскрыть секрет ее уникальности и востребованности, а также корни внутреннего единства с цифровой картой.

Как показал исторический анализ десяти определений географической карты, предложенных за последние 85 лет развития картографии [1], все они построены на основе общенаучных терминов, понятия которых так или иначе сходны с представлениями об устройстве, свойствах и функциях карты. Ее последовательно называли чертежом, изображением, знаковой системой, моделью, информацией, текстом и некоторыми другими терминами. На их сходстве с картой разрабатывались концепции, в контексте которых формулировались определения карты, которые с учетом того, что раскрывают отдельные ее стороны или компоненты, но не целиком, можно назвать аспектными. Этот процесс по мере появления новых общенаучных терминов и основанных на них концепций, а также изменений в устройстве, свойствах и функциях самой карты продолжается.

Процесс постоянной смены главного понятия, указывает на то, что картографическая наука до сих пор не сформулировала основополагающего понятия, раскрывающего собственную сущность карты и не зависящего от научной и технологической конъюнктуры. Ситуация на данное время такова, что ни одно из определений «эволюционного ряда» на эту роль не подошло. Причина этого, как показал анализ, заключается в том, что до сих пор карта рассматривалась традиционно, снаружи: либо в сравнении с другими общеизвестными сущностями, либо по внешним особенностям ее устройства. В то время как знание ее собственной, не лежащей на поверхности сущности требует изучения ее изнутри: на структурном уровне или уровне элементов и отношений.

Возможность углубленного изучения классической карты изнутри основано на структурном подходе, в частности, на математическом аппарате анализа и описания отношений, опыт применения которого доказывает правильность его выбора на пути к раскрытию собственной сущности карты [2,3]. Подход позволяет выявить отношения, обуславливающие внутреннюю организацию карты и формализовано описать ее как целостную структуру. В результате анализа отношений внутри компонентов – легенды и пространственного базиса, а также отношений между ними разработана система моделей подструктур и структур этих компонентов и интегральной картографической структуры, которую можно рассматривать в качестве общего формализованного определения карты:

где S_L, S_p, S_k – структура легенды, структура пространственного базиса и главная интегральная картографическая структура; Т, G, Р, К – множества элементов соответственно текстовой и графической частей легенды, пространственного базиса и главного компонента; 1_i, p_j, k_f – отношения на множествах элементов легенды, пространственного базиса (p_j – порядка, положения, направления, связности, симметрии, отображения и др.) и главного компонента; α – отношения отображения [3].

В составной структуре легенды используются общеизвестные логические отношения соподчиненности, сходства, эквивалентности и различия, образующие структуру ее текстовой (числовой) части и связанную с ней структуру визуальной части, получивших названия соответственно таксономическая и графическая подструктуры легенды; соответствие между этими подструктурами в общем случае является нестрогим, хотя в некоторых случаях, например, в абсолютных картографических шкалах оно может приближаться к строгому.

В пространственном базисе носителя карты, на котором построен главный ее компонент, «хранятся» и могут быть использованы описанные различными геометрическими теориями (евклидовой, топологической, начертательной, множественной, алгебраической и др.) виды отношений: порядка, положения, расстояния, направления, связности, смежности, инцидентности,       пересечения, включения, переноса, симметрии, отображения и другие. Именно благодаря им в его пространстве создается математическая основа, посредством которой формируется и графически фиксируется позиционная структура, соответствующая пространственной структуре объекта карты. Поскольку формирование позиционной структуры, осуществляемое путем съемки, трансформирования и переноса пространственной структуры объекта, является процессом на всех его стадиях математически обоснованным, их соответствие является изоморфным или близким к нему, а результат этого процесса можно назвать отображением. Внутри себя она также основана на изоморфном соответствии, так как ее графическая составляющая в позиционном (координатном) отношении полностью ее повторяет и по сути является калькой содержательной составляющей. В результате составительских работ, при выполнении которых происходит соединение «однопредметных» элементов позиционной и таксономической структур, образуется интегральная структура главного компонента системы.

Таким образом, специфика географической карты и главный секрет ее уникальности и востребованности заключается в том, что выявленные и описанные пространственные отношения соответствуют отношениям в пространстве географической оболочки. Именно они обеспечивают структурное сходство с объектом – фрагментом географической оболочки.

Информация цифровой карты является структурой, в которой пространственные отношения, находящиеся в традиционной карте в скрытом виде представлены явно в виде пространственных отношений в составе той ли иной цифровой модели данных (векторной простой или топологической, растровой простой или комплексной и др.). Они являются базовыми, не зависящими от носителей, методов и технологий их создания и использования. Другими словами и у классической, и у цифровой карты единая внутренняя сущность – геометрические отношения, аналогичные отношениям реального пространства географической оболочки.

Анализ эволюции понятия и внутренней организации классической карты, а также организации ее высокотехнологичной родственницы, показал, что сегодня можно составить общее определение для классической и цифровой разновидностей географической карты, не зависящее от научной и технологической конъюнктуры, но в то же время учитывающее традиции указывать в определениях ее важнейшие составляющие, стороны и свойства. С учетом сказанного определение может быть сформулировано следующим образом. Географическая карта – это графическими обозначениями, в масштабе и картографической проекции представленная, обобщенная и целенаправленная геоинформационная структура, соответствующая структуре тематически и территориально определенного фрагмента географической оболочки.

Литература:

1. Лебедев П.П. Эволюция понятия географической карты Изв. вузов Геодезия и аэрофотосъемка 2015 №2.
2. Лебедев П.П. Структурный подход в картографии Изв. вузов Геодезия и аэрофотосъемка 2010 №1.
3. Лебедев П.П. Значение и опыт математического представления географической карты как целого Изв. РАН География 2010 №3.

References:

4. Lebedev PP Evolution of the concept of a geographical map Izv. Universities Geodesy and aerial photography 2015 №2.
5. P.P. Lebedev. Structural approach in cartography Izv. universities Geodesy and aerial photography 2010 №1.
6. P.P. Lebedev. Value and experience of mathematical representation of a geographical map as a whole Izv. RAS Geography of 2010 №3.