|
49. Fejezet - TÉRBELI ADATOK MEGJELENÍTÉSE
Szerkesztette: Matt McGranaghan, University of Hawaii
Magyar változat: Török Zsolt - Márton Mátyás - Gercsák Gábor,
Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest
A. BEVEZETÉS
A térképek
A számítógépes megjelenítések
B. TÉRKÉPÉSZETI HÁTTÉR
Megjelenítés
Mit mutasson a kép?
Kinek?
Az ideális megjelenítés
C. GRAFIKUS VÁLTOZÓK
1. Hely
2. Érték
3. Árnyalat
4. Méret
5. Alak
6. Sűrűség
7. Irány
D. ÉRZÉKELÉSI ÉS ÉRTELMEZÉSI KORLÁTOK
E. GRAFIKAI KORLÁTOK
F. A BIZONYTALANSÁG ÁBRÁZOLÁSA
Explicit bizonytalansági kódok
Grafikai kétértelműség
Példák
G. IDŐBELI FÜGGŐSÉG
Alapvető stratégiák
H. A HARMADIK DIMENZIÓ ÁBRÁZOLÁSA
Szintvonalak
Hipszometrikus térképezés
Madártávlati képek előállítása
IRODALOM
ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK
49. Fejezet - TÉRBELI ADATOK MEGJELENÍTÉSE
Szerkesztette: Matt McGranaghan, University of Hawaii
Magyar változat: Török Zsolt - Márton Mátyás - Gercsák Gábor,
Eötvös Loránd Tudományegyetem, Budapest
A. BEVEZETÉS
A térképek
- csak kétdimenziósak
- háromdimenziós adatokat kell sík felszínen mutatniuk
- a gömbi térbeli elhelyezkedést torzítva mutatják
- statikusak, nem mutathatnak időbeni változást, nem animálhatók
- nehezen mutatják a kölcsönhatásokat vagy a helyek közötti áramlásokat
- korlátai a térképkészítő eszközök
- állandó vastagságú tollak
- állandó szín vagy tónus
- a festékszóró növeli a rugalmasságot, de nehezen használható és irányítható
- nehezen mutatják az adatok bizonytalanságát
- a pontosságról hamis benyomást keltenek
A számítógépes megjelenítések
- a képernyők, rajzgépek, printerek
- raszterek és vektorok
- megeleveníthetők
- folyamatos átmenetben mutathatják a színt, szerkezetet és tónust
- sztereoszkópikusan és képpárokkal három dimenziót mutathatnak
- a számítógép a térbeli adatok megjelenítésének hatásos eszköze
- a fejezet áttekint néhány alapkérdést, amelyek a kartográfiai ismeretek és a digitális technológia lehetőségeinek kombinációinál 222 merülnek fel
- ezeket a kérdéseket gyakran figyelmen kívül hagyják, amikor a GIS-ből kimenetként térképeket vagy más megjelenítést alkotnak
- noha a GIS-megjelenítés és -térképezés sokat kell, hogy tanuljon a kartográfiai tervezés alapelveiből, egyúttal teljesen új lehetőségeket is teremt
B. TÉRKÉPÉSZETI HÁTTÉR
- figyelembe kell venni az ábrázolás célját
Megjelenítés
- a (komplex) képek felfogásának folyamata
- példák:
- hegy alakja - szintvonalak gyengén ábrázolják
- városi terület növekedése - az időbeni változások hatékony bemutatásához esetleg animáció szükséges
- szélviszonyok ábrázolása adott területen - háromdimenziós megjelenítés és animációs lehetőség szükséges az áramlási irány és sebesség valódi szerkezetének bemutatásához
- népességmozgás - szükséges a képesség, amely az egyedek mozgásaiból értelmes összegző mintát generál
- ábrázolási rendszerek elemei
- információt tartalmazó adatbázis
- hardver eszköz a megjelenítéshez
- emberi látórendszer
- érzékelt kép feldolgozása az agyban
- a helyes észlelés a fenti elemek összhangjától függ
Mit mutasson a kép?
- az elemző milyen benyomást kíván a szemlélőben kialakítani?
- milyen kapcsolata van ennek az adatbázis tartalmával?
- az adatbázis tartalma a földrajzi valóság elvont változata
- a rendszernek a valóság képét kell nyújtania, nem pedig az adatbázisét
- az adatbázis és a valóság közti kapcsolat vonatkozásai, pl. a pontosság, az ábrázolás lényeges része
- a földrajz komplex
- a megjelenítő olyan szűrő, amely a nemkívánt bonyolultságot csökkentve mutatja a trendeket, szerkezeteket
- a megjelenítésnek a felhasználó által megkívánt részletességet kell ábrázolnia, az áttekintéstől a részeletezésig
Kinek?
- a hatékony megjelenítés jártasságot kíván a használó részéről a jelek használatában
- egyesek esetleg soha sem tanulják meg a térképolvasást, pl. nem képesek a térkép segítségével a földrajzi valóságot elképzelni
- milyen mértékű jártasságot tételezzünk fel?
- általában helyesebb lehet alacsonyabb szintet feltételezni
- az emberek megtanulhatnak bonyolult képekkel dolgozni, de esetleg elveszítik érdeklődésüket és más információforrást keresnek
Az ideális megjelenítés
- a szándékolt üzenetet tökéletesen átadja a felhasználónak
- nem félreérthető
- teljes rugalmasságot kínál a tervezésben
- pl. a jeleket bárhová, bármilyen méretben el lehet helyezni
C. GRAFIKUS VÁLTOZÓK
- a jelcsoportok összhangban vannak az objektumok osztályaival
- pont
- vonal
- felület
- a térképi jelek közti vizuális különbségek információt hordoznak
1. Hely
- ahol a jel van
- elsődlegesen földrajzilag meghatározott
- térbeli kapcsolatok ábrázolásának fő eszközei
- az agy olyan kapcsolatokat képez, mint "belül van", "kereszteződik" miközben a szem által érzékelt térképi képen szárnyal
- GIS-ek összehasonlítása
- egyesek a kapcsolatokat futtatás közben képezik, mások adatbázisban tárolják, hogy ne kelljen számításokat végezniük
- az agyhoz képest a mai GIS meglepően durva eljárás
2. Érték
- világos vagy sötét jel
- vizuálisan nagyon fontos - a szemet leginkább a világos és sötét elrendeződése vezeti
- általában mennyiségi különbséget ábrázol
- a hagyomány szerint a sötétebb jelek "többet" jelentenek - ez azonban fordítva érvényesül sötét háttérben, és ez a számítógépeknél elterjedt - sötét háttérben a világosabb jelenthet "többet"
3. Árnyalat
- szín
- esztétikailag fontos
- általában minőségi különbséget ábrázol - folyamatos színátmeneteket nehéz és drága nyomtatott térképeken létrehozni
4. Méret
- mekkora a jel
- mennyiségi különbséget hordoz
- az agy nehezen következtet a mennyiségre pontosan a jel méretéből
- ha a város lakosságát arányos körök mutatják, a kör sugarának duplázása (területének négyszerezése) alapján úgy tűnik, a lakosság több mint kétszer, de nem négyszer annyi
- vagyis az agy a népességszámra a jel sugarának és területének valamiféle "keveréséből" következtet
5. Alak
- a jel geometriai formája
- objektumosztályok megkülönböztetésére szolgál
- a jelleg természetét közvetíti, pl. lakosságot emberi alakokkal, házakat a ház jelével mutatja
6. Sűrűség
- elrendezés, jelsűrűség
- minőségi különbségek bemutatására használják, pl. pontok a népsűrűség ábrázolására
7. Irány
- az elrendezésé, minőségi különbségek bemutatására
- vonalas jelé, mennyiségi (iránybeli különbségek bemutatására)
D. ÉRZÉKELÉSI ÉS ÉRTELMEZÉSI KORLÁTOK
- a jelek közti különbségeknek érzékelhetőknek kell lenniük
- legkisebb észlelhető különbség - még megbízhatóan érzékelhető a jelek, méretek, színek, alakok stb. közt
- legkisebb praktikus különbség - amely kartográfiai módszerekkel még kifejezhető
- a szem érzékenysége a különböző grafikai kódokra
- egyes kódok "áthatóbbak"
- pl. a sárga színnel ábrázolt tűzoltókocsik jobban kiemelkednek a látótérben
- az érzékenység a látómezőn változik
- a "periférikus látást" erősíti a mozgás, egyénenként eltérő
- kognitív szempontok
- a látás a megismeréstől függ - a jelenségek megértési folyamatának ismerete
- színkategóriák, elnevezések - bizonyos színek nevekhez, fogalmakhoz kapcsolódhatnak
E. GRAFIKAI KORLÁTOK
- a digitális eszközök felbontása véges
- térbeli - ahol a jelek lehetnek, és a jelek alakja
- az adott eszközöknek a képernyő- vagy lapmérete
- a pixelek mérete adott, a térbeli elhelyezések száma véges
- átnevezés - vonal (vagy pont) legközelebbi pixelre vagy pixelekre való helyezése
- lépcsős (egyenes) vonalak képződése
- szín - milyen színűek lehetnek a dolgok
- a rendelkezésre álló színek száma (paletta) korlátozott - lehet, hogy a plotteren csak 8 szín van - a képernyőn akár több millió lehetséges szín van
- korlátozott a fényesség és kontraszt terjedelme
- egyidejűleg mennyi színt lehet ábrázolni - 2n, ahol n a bitsíkok száma
- melyek a színek
- időbeli korlátok
- az adatok tömegtárolóból vagy fő tárolóból származnak?
- mennyi adatfeldolgozás szükséges az ábrázolás kiszámításához?
- írás a képernyőre
- sebességet korlátozza az előző kommunikáció és a busz tartalma ( verseny más tevékenységekkel)
- ezek a tényezők meggátolhatnak bizonyos megjelenítést
- az animáció gyors átbocsátást igényel
- a komplex képek gyors adatvisszanyerést igényelnek
- megfelelő válaszidő
- az emberek nem szeretik, ha szünet van a rendszerben
- jellegzetes cél: komplex műveletekre maximum két másodperc, a többi azonnal
- mennyi ideig maradjon valami látható, hogy észrevehető legyen?
F. A BIZONYTALANSÁG ÁBRÁZOLÁSA
- VALAMILYEN grafikus kódot kell használni, hogy
- a jelentését ne akarjuk összekeverni valami mással
- pl. bizonytalan helyzetet jelző vastag vonal összekeverhető autópályával vagy kiépített medrű patakkal
Explicit bizonytalansági kódok
- jelöljük színnel a bizonytalan dolgokat
- pl. piros vagy sárga jelölje, hogy az információt óvatosan kezeljük
Grafikai kétértelműség
- használjuk a grafikus kétértelműséget, hogy kognitív/vizuális kétértelműséget hozzunk létre
- pl. bizonytalan helyzetű dolog pozíciójának többszörözése
- a változó valószínűség jelölhető pontsűrűséggel vagy színnel, pl. középen felhő jelzi a legnagyobb sűrűséget
- az éles vonalak vagy élek hiánya ott, ahol azok futása bizonytalan
Példák
- vörös színű fedvény mutassa a bizonytalan területeket
- a bizonytalan vonalat szaggatott vonal jelölje (mint az időszakos vízfolyást)
- elmosódott vonalak
- a vonal értéke és telítettsége teljes szélességében változzon
- szomszédos területek egymásba fogazása az átmeneti zónák jelölésére
- színek egybemosása
- a színválasztás pszichológiailag is hasson
- vörös - bíbor - kék
- kék - aqua - zöld
- NEM vörös - sárga - narancs
- a sima átmenet ábrázolásához nagy mennyiségű lehetséges színre van szükség
- az átmenet érzékeltethető kevés színnel is, ha a pixelszínek térben vegyülnek ("reszketnek")
G. IDŐBELI FÜGGŐSÉG
Alapvető stratégiák
- statikus térképek
- egyedi időszeletet mutatnak
- a jelek gondos megválasztásával egyszerre több állapotot mutatnak
- jelzik a változás mennyiségét vagy sebességét
- dinamikus térképek
- a valós időt a változó megjelenítésbe sűrítik vagy átalakítják
- nem-mozgó jelenségek - a helyekhez hozzáadott vagy törölt események az időben
- mozgó objektumok - a mozgás megjelenik a képernyőn - a jel törlődik az egyik helyen, a szomszédos helyen pedig ismét megjelenik
H. A HARMADIK DIMENZIÓ ÁBRÁZOLÁSA
Szintvonalak
- számított szintvonalak (algoritmusokkal számítva)
- magassági hálózatból indul ki, kiszámítja a szintvonalakat és megjeleníti a vonalakat
- vizuális kontúrok magassági rácshálózattal (a szintvonalak érzékelhetők, de nem pontosan számítottak)
- adott egy megfelelően sűrű magassági raszter
- a pixeleket a rácsközéppontnak megfelelő magasság szerint árnyékoljuk választott magassági fokozatokat használva - az eredmény látszólag (nem analitikusan) szintvonalas térkép
Hipszometrikus térképezés
- minden pixelnek megfeleltetünk egy magasságától függő színt
- könnyen előállítható
- a színfokozat hagyományos - sötétzöld a mélyebb területekre, a zöldön, sárgán és barnán keresztül a fehér a legmagasabb szintekre
Madártávlati képek előállítása
- minden képpont megvilágítottságát az elképzelt Naphoz viszonyított lejtőkitettségéből számoljuk
- a helyes látásérzet miatt a Napot a kép fölé kell helyezni - ha a Nap alul van, fordított felszínképet látunk
- a felszín fényvisszaverő képességéről feltételezést kíván meg
- tavak, jég, egyes épületek fényesek
- egyetlen fényforrás a felszínt túl merevvé teszi
- legyen a fényforrás a végtelenben
- a perspektívaszámítást elkerülendő feltételezhetjük, hogy a szemlélő is a végtelenben van
- durva hálózatok alkalmazása esetén a lejtősík celláinak széle éles, a nagy lejtőátmeneti ugrások miatt
- az ugrásokat eltünteti a folytonosan változtatott erősségű felületmegvilágítás
- számos háromdimenziós megjelenítő rendszer kínálja ezt a szolgáltatást, az ún. Gouraud-módszert
IRODALOM
Cuff, D.J., and Mattson, M.T., 198. Thematic Maps: "Their design and Production", Methuen, New York.
Dent, B.D., 1985. Principles of Thematic Map Design. Addison-Wesley, New York.
Tufte, E.R., 1983. The Visual Display of Quantitative Information. Graphics Press, Cheshire, CT. A fascinating discussion including many cartographic examples.
Texts on computer graphics:
Durrett, H.J. ed., 1987. Color and the Computer. Academic Press, New York.
Foley, J.D., and Van Dam, A., 1982. Fundamentals of Interactive Computer Graphics. Addison-Wesley,
New York.
Myers, R.E., 1982. Microcomputer Graphics. Addison-Wesley, Reading, MA.
Design for digital maps:
Monmonier, M., 1982. Computer-Assisted Cartography: Principles and Prospects. Prentice-Hall, Englewood
Cliffs NJ.
Techniques for displaying topography:
Kennie, T.J.M., and McLaren, R.A., 1988. "Modelling for digital terrain and landscape visualisation,"
Photogrammetric Record 12(72):711-45.
ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEK
1. Foglalja össze, mennyiben kínálnak nagyobb rugalmasságot a digitális megjelenítési lehetőségek a térbeli adatok ábrázolásában.
2. A vizuális rendszer nem az egyetlen módja a térbeli információ átadásának. Vitassák meg a kommunikáció milyen más módjai lehetségesek akár önállóan, akár a vizuális módszerekkel kombinálva. Milyen felhasználói interfész lenne megfelelő a látáskárosodott GIS-felhasználó számára, és milyen alkalmazásai lennének a rendszernek?
3. Ismertesse valamely, ön által ismert GIS megjelenítési módszereit. Mennyire korlátozottak, és hogyan lehetne őket javítani?
4. Hogyan alakítaná egy atlasz koncepcióját egy animációs lehetőséggel rendelkező digitális rendszerhez?
|
