| Результаты этапа: 1. Рассмотрены вопросы автоматизации отображения дорожной сети и структуры населенных пунктов на мультимасштабных картах. Разработана методика, позволяющая на основе вычисления графической нагрузки определить масштабы смены отображаемых структурно-иерархических уровней дорожной сети, модифицировать толщину линий, а также произвести согласованную геометрическую генерализацию полигонального слоя типов землепользования. Методика формализована в виде набора алгоритмов и реализована на языке программирования Python. Апробация методики и тестирование разработанных программных средств произведено на основе данных OpenStreetMap. На основе анализа результатов выявлены достоинства, недостатки предложенного подхода и направления его совершенствования. По результатам опубликована статья (Самсонов, Подольский, 2014).
2. Предложена и апробирована методика использования картограмм и картодиаграмм на мультимасштабных картах. Методика корректировки насыщенности в цветовых шка-лах картограмм позволяет показать изменение размаха вариации показателя при смене уровня картографирования. Для этого выбирается цветовая шкала, соответствующая максимальному размаху вариации по всем уровням административно-территориального деления. После этого выбор цветов для каждого уровня осуществляется путем интерполяции значения в полученной шкале. Масштабный коэффициент, введенный в формулу, позволяет сделать сжатие цветового диапазона более медленным чем сжатие размаха вариации. Показано, что данный способ построения цветовых шкал картограмм позволяет обеспечить сравнимость нескольких уровней детализации и при этом сохранить достаточную контрастность цветовой шкалы.
3. Предложены стратегии поведения шкал картодиаграмм при постоянном или меняющемся уровне картографирования. Всего реализовано 4 варианта преобразования шкалы: с постоянным и меняющимся размером градаций, а также при наличии или отсутствии компенсации изменения размера территориальной единицы. Для определения критических масштабов отображения территориальных единиц активно используется метод минимальных ограничивающих прямоугольников, который сопоставляет среднестатистическую ширину региона, вычисленную по ограничивающему прямоугольнику, с минимально допустимым размером. Данный метод также используется для вписывания диаграмм внутрь единиц АТД.
4. Предложены первые варианты формального (численного) описания сложности иерар-хической структуры. В частности, ширину иерархического дерева характеризует число вложенных единиц, а его неоднородность — логарифм среднего отношения площади базовой единицы к площади субординатной единицы по основанию числа единиц.
5. Для характеристики неоднородности распределения показателя по вложенным единицам АТД каждого уровня предложен способ вложенных картодиаграмм, который наглядным образом показывает смещение минимума и максимума относительно среднего значения.
По результатам 2-4 опубликована статья (Самсонов, Юрова, 2014), где их содержание изложено более подробно.
6. На основе применения методов пространственной статистики получен ряд характеристик размещения населенных пунктов по территории России, в частности применены такие методы анализа как диаграмма Моришита, функции распределения расстояний до ближайшего соседа (G-функция) и до границы (B-функция), построение гистограмм, кластеризация методом К-средних. Полученные результаты изложены в статье (Тувалева, Самсонов, 2014) и будут использованы в дальнейшем для разработки иерархических методов пространственной статистики, предназначенных для характеристики сложности расселения.
Апробация предложенных методов произведена на основе баз пространственных данных на территории России, США и Западной Европы, полученных путем выгрузок из картографического сервиса OpenStreetMap (OSM), а также статистических ресурсов Росстата, Census (США) и NUTS (Европа). |
| Результаты этапа: 1. Разработана методика отбора населенных пунктов для мелких масштабов картографирования, основанная на районировании территории по густоте размещения объектов и отборе с использованием весовых коэффициентов, учитывающих локальную плотность распределения. Предложены методы графической и численной оценки результатов. Показана высокая степень соответствия результатов отбора результатам ручной генерализации.
2. Разработан алгоритм генерализации дорожной сети в мелких масштабах картографирования с сохранением связности населенных пунктов, основанный на построении маршрутов от каждого населенного пункта из генерализованного множества до N ближайших населенных пунктов. На основе алгоритма разработана методика генерализации транспортной сети с учетом плотности размещения населенных пунктов и поиском оптимального значения N. Показана высокая степень географического правдоподобия получаемых карт.
3. Разработан и реализован автоматизированный метод построения и трансформации цветовых шкал картограмм в условиях меняющихся территориальных единиц при мультимасштабном картографировании. Метод обеспечивает сопоставимость изображений в разных масштабах, а также регулировку чувствительности цветовой шкалы к изменению размаха вариации ряда.
4. Разработан метод анализа мультимасштабности территориальной системы расселения, основанный на иерархической кластеризации центров населенных пунктов. Методика основана на поиске расстояний, дающих максимальное количество площадных кластеров (содержащих 3 и более точек). Методика позволяет выявлять 2-3 характерных уровня кластеризации населенных пунктов, которые дают представление о разных масштабах системы расселения. С помощью методики произведена классификация регионов России по количеству уровней кластеризации и масштабам кластеризации.
5. Разработана методика мультимасштабного картографирования и генерализации транспортных сетей в четырехуровневом иерархическом разрезе. Уровни генерализации вариьируются от исходного картографического материала до уровня полимагистралей и транспортных коридоров. Предложен алгоритм автоматизированного выделения полимагистралей.
6. Предложена концепция анимированных масштабных переходов для мультмасштабного картографирования. Разработана методика анимации масштабных переходов при использовании способов значков, картодиаграмм и картограмм.
|
