تعمیم ویژگی‌های جغرافیایی

نمایش پدیده‌های دنیای واقعی بر روی نقشه در مقیاس نقشه خاص یا شبکه رستری با وضوح مکانی خاص به این معنی است که ویژگی‌های جغرافیایی باید تعمیم داده یا ساده شوند. همانطور که در بالا بحث شد، نمایش تمام ویژگی‌های جغرافیایی و جزئیات پیچیده آنها در مکان محدود محیط نمایش نقشه غیرممکن است. در عوض مهمترین ویژگیهای جغرافیایی و ویژگیهای آنها مربوط به موضوع و هدف نقشه به گونه ای انتخاب و نمایش داده می‌شوند که با مقیاس نقشه مطابقت داشته باشند و ویژگی‌های متمایز و الگوی مکانی پدیده‌های محیطی را ترسیم کند. این فرایند را تعمیم نقشه نگاری یا انتزاع می‌نامند. تعمیم نقشه نگاری شامل انتخاب، ساده سازی، اغراق، ترکیب، جابجایی و لایه  بندی ویژگی‌های جغرافیایی است.

شکل ۲-۳- یوربین پولااو در مقیاس‌های مختلف ترسیم شده

انتخاب فرآیند انتخاب و حفظ ویژگی‌های جغرافیایی است که با توجه به موضوع و هدف نقشه قابل توجه، مرتبط و ضروری هستند و با توجه به مقیاس نقشه قابل تشخیص هستند در حالی که موارد ناچیز، غیر ضروری و غیرقابل تشخیص را حذف می‌کنیم. به عنوان مثال همانطور که در شکل ۲-۳ نشان داده شده است_bookmark459 نقشه مقیاس ۵۰۰۰۰ : ۱ شامل دریاچه‌های کوچک و جزایر فراساحلی در یوربین پولااو است، در حالی که نقشه مقیاس ۱۰۰۰۰۰۰ : ۱ آنها را حذف می‌کند زیرا بسیار کوچک بوده که در این مقیاس کوچک نمایش داده نمی‌شوند. به طور کلی نقشه‌های با مقیاس بزرگتر از نقشه‌های با مقیاس کوچکتر، ویژگی‌های جغرافیایی بیشتری را حفظ می‌کنند. به عنوان مثال دیگر  نقشه شبکه خط لوله آب که با هدف برنامه ریزی طراحی شده است ممکن است فقط خطوط اصلی و هیدرانت‌های آب را نشان دهد و سایر لوله‌های آب، کنتورها، اتصالات، شیرها، مخازن ذخیره و سایر امکانات شبکه را حذف کند.

انتخاب همچنین ممکن است تحت تأثیر شرایط جغرافیایی باشد. به عنوان مثال، چاه‌ها یک ویژگی مهم هستند که در نقشه‌های توپوگرافی مناطق بیابانی و نیمه بیابانی نشان داده شده است. با این حال، آنها در مناطق با منابع آب خوب ناچیز هستند، و بنابراین به طور کلی در نقشه‌های توپوگرافی این مناطق نشان داده نمی‌شوند. هدف ساده‌سازی اشکال ویژگی‌های جغرافیایی انتخاب شده به منظور افزایش قابلیت تفسیر و کاهش پیچیدگی است. این شامل حذف یا صاف کردن جزئیات ناچیز و غیر ضروری در طول مرز یک ویژگی جغرافیایی، مانند پیچ ​​های کوچک زاویه ای در امتداد رودخانه، جاده، خط ساحلی و مرز جنگل است همانطور که در تصویر شکل ۲-۴ الف نشان داده شده است.  نقشه‌های مقیاس کوچک‌تر ویژگی‌های ساده‌تر و صاف‌تری نسبت به نقشه‌های مقیاس بزرگ‌تر دارند که به وضوح در مورد خط ساحلی یوربین پولااو نشان داده شده است (شکل ۲-۳). ساده‌سازی همچنین شامل کاهش ابعاد ویژگی‌های جغرافیایی است. رودخانه بزرگی که عرض آن می‌تواند واقعاً روی نقشه در مقیاس بزرگ نشان داده شود به عنوان ویژگی منطقه به تصویر کشیده می‌شود اما باید به عنوان ویژگی خطی در نقشه ای با مقیاس کوچک نشان داده شود که عرض آن قابل نقشه برداری و اندازه گیری نیست. یک شهر را می‌توان به عنوان ویژگی منطقه در نقشه ای با مقیاس بزرگ نشان داد که در آن می‌توان مرز شهر را ترسیم کرد در حالی که در نقشه مقیاس کوچک به ویژگی نقطه ای تبدیل شده است.

شکل ۲-۴ تعمیم ویژگی‌های جغرافیایی

بزرگنمایی برای حفظ برخی از ویژگی‌های کوچک اما مهم که نمی‌توان آن‌ها را برای ترسیم روی نقشه مقیاس‌بندی کرد، استفاده می‌شود. فقط نقشه‌های مقیاس بزرگ می‌توانند ویژگی‌هایی مانند جاده ها، ساختمانها و نهرهای کوچک را بدون بزرگنمایی زیاد نشان دهند. هدف از بزرگنمایی تقویت یا تأکید بر خصوصیات مهم ویژگی‌های جغرافیایی است. به عنوان مثال قسمتی از خط ساحلی ممکن است شامل بسیاری از سربرگ‌های کوچک و ورودی‌های خمیده باشد که نمی‌توان آنها را در نقشه ای در مقیاس کوچک نشان داد. اگر همه آنها را حذف کنیم این بخش از خط ساحلی ممکن است به یک خط مستقیم تبدیل شود. به منظور حفظ خصوصیات واقعی خط ساحلی، برخی از سرفصل‌ها و ورودی‌هایی که می‌توانند شکل آن را مشخص کنند انتخاب می‌شوند تا در شکل بزرگتر نشان داده شوند. که در شکل ۲-۴ b یک تامبولو توسط یک تنگ به سرزمین اصلی متصل شده است. این تف بسیار باریک است که نمی‌توان آن را در نقشه در مقیاس کوچک نشان داد. با این حال برداشتن تف، تامبولو را به جزیره ای وصل نشده تبدیل می‌کند. به منظور نشان دادن آن به عنوان یک تامبولوی واقعی، تف در نقشه در مقیاس کوچک بزرگ شده است.

ترکیب شامل ادغام ویژگی‌های جغرافیایی یک لایه  زمانی است که فاصله جداکننده آن‌ها برای نشان دادن روی نقشه بسیار باریک باشد، یا زمانی که تفکیک آنها نامرتبط یا غیرضروری برای نیل به هدف نقشه باشد. به عنوان مثال بلوک‌های کوچک شهر به بلوک‌های بزرگ ادغام می‌شوند همانطور که در تصویر نشان داده شده است (شکل ۲-۴ c). ترکیب تعداد نهادهای جغرافیایی در حال نقشه برداری را کاهش می‌دهد. بنابراین به دلیل محدودیت‌های مقیاس موجودیت‌های ترکیبی تصویر دقیقی از ویژگی‌های جغرافیایی نیستند.

جابجایی زمانی لازم است که لایه‌های مختلف ویژگی‌های جغرافیایی مانند بزرگراهها و راه آهن آنقدر نزدیک باشند که بر روی نقشه در مقیاس کوچک جدا نشوند اما باید قابل تشخیص باشند. این شامل تغییر موقعیت کوچک این ویژگی‌ها در حالی که از دست دادن دقت موقعیت، جلوگیری از همپوشانی و تقاطع و حفظ ویژگیهای کلی آنها از جمله شکل، جهت، صافی و الگوی توزیع است (شکل ۲-۴ d).

لایه ‌بندی به دنبال تقسیم بندی ویژگی‌های جغرافیایی بر اساس ویژگی‌ها و مقادیر ویژگی‌ها است به عنوان مثال لایه ‌بندی مزارع بر اساس نوع خاک، یا گروه‌بندی کشورهای جهان از نظر انتشار سرانه دی اکسید کربن است.

ویژگیهای لایه  ای (مانند انواع کاربری زمین و انواع خاک) اغلب در کلاسها و زیر کلاسها گروه بندی می‌شوند. به عنوان مثال کشاورزی و سکونت گاه دو لایه کاربری زمین هستند. کشاورزی را می‌توان بیشتر به زیرگروه‌هایی مانند کشت، جنگلداری، مراتع و باغبانی لایه  بندی کرد. شهرک ممکن است دارای دو زیر لایه  شهرک شهری و روستایی باشد. محصولات زراعی را می‌توان به زیر کلاس‌هایی مانند غلات، دانه‌های روغنی، پنبه و تنباکو تقسیم کرد. تالاب ممکن است دارای چهار زیر لایه  باشد : باتلاق، مرداب، باتلاق و دریاچه. نقشه برداری شامل انتخاب یک طرح طبقه بندی خاص برای تقسیم بندی ویژگی‌های جغرافیایی بر اساس ویژگی‌های آنها و سپس استفاده از رنگ‌ها یا نمادهای مختلف برای نشان دادن لایه‌های مختلف است. برای ویژگی‌های عددی، گروه‌های ویژگی‌های جغرافیایی بر اساس محدوده مقادیر ویژگی‌های آنها تعریف می‌شوند. به عنوان مثال مقادیر انتشار سرانه دی اکسید کربن در سال را می‌توان در شش محدوده گروه بندی کرد که به آن نیز معروف است لایه‌های : ۲، ۲-۵، ۲-۱۰، ۱۰-۱۵، ۱۵-۲۰ و بیشتر از ۲۰ تن است.

به جای ترسیم انتشار دی اکسید کربن در ۱۵۰ کشور جهان با استفاده از ۱۵۰ رنگ مختلف یا ۱۵۰ سایه از یک رنگ، ما با گروه بندی ۱۵۰ کشور بر اساس انتشار سرانه دی اکسید کربن آنها سالیانه در شش کلاس ذکر شده در بالا شروع می‌کنیم. سپس کشورهای هم‌کلاس با استفاده از یک رنگ مشابه نقشه‌برداری می‌شوند.

نقشه حاصل الگوی جهانی انتشار دی اکسید کربن را در شش رنگ مختلف نشان می‌دهد که تفسیر آن آسان است و ممکن است به خوبی هدف نقشه را برآورده کند. روشهای متفاوتی برای لایه  بندی ویژگی‌های جغرافیایی بر اساس ویژگی عددی آنها که در بخش ۲-۸ به تفصیل مورد بحث قرار گرفت وجود دارد.

فرآیند لایه  بندی نتیجه طبیعی نیاز به رسیدگی به جزئیات است. با این حال روشهای مختلف لایه  بندی داده‌ها منجر به ایجاد الگوهای مختلف روی نقشه می‌شود. همچنین نقشه‌هایی با مقیاس‌های مختلف دارای لایه  بندی با سطوح جزئیات متفاوت هستند. نقشه‌های مقیاس بزرگتر ممکن است تعداد بیشتری از کلاسهای تفصیلی را نشان دهند در حالی که نقشه‌های مقیاس کوچک شامل لایه  بندی مجدد ویژگیهای جغرافیایی در تعداد کمتری از کلاسهای وسیع است. به عنوان مثال غلات، دانه‌های روغنی، پنبه و تنباکو را می‌توان بر روی نقشه‌ای در مقیاس بزرگ ترسیم کرد، اما باید در یک لایه واحد و وسیع‌تر از کشت ترکیب شوند تا در یک نقشه با مقیاس کوچک نمایش داده شوند. در یک نقشه با مقیاس بزرگ، سکونتگاه‌های روستایی را می‌توان در چهار لایه  از نظر جمعیت لایه ‌بندی کرد :  کمتر از ۱۰۰، ۵۰۰-۱۰۰، ۱۰۰ -۵۰۰ و بیشتر از ۱۰۰۰، با این حال آنها ممکن است به دو کلاس در یک نقشه با مقیاس کوچک ساده شوند : کمتر از ۵۰۰ و  مساوی و بیش از ۵۰۰ نفر.

درک این نکته دشوار نیست که برخی از روشهای تعمیم نقشه نگاری تغییرات شدیدی در شکل و ترکیب نقشه (مانند انتخاب و لایه  بندی) ایجاد می‌کنند در حالی که برخی دیگر تغییرات ظریف تری (مانند ساده سازی و جابجایی) ایجاد می‌کنند. بنابراین توجه به این نکته ضروری است که همه داده‌های مکانی گرفته شده از نقشه‌ها یا تصاویر کامل نیستند اما به دلیل محدودیت‌های مقیاس، نمایش عمومی و ساده شده ویژگی‌های جغرافیایی هستند. هر مجموعه داده مکانی حاوی مقدار مشخصی از جزئیات در مورد ویژگی‌های جغرافیایی مربوط به مقیاس نقشه یا وضوح مکانی است که در آن ضبط شده است. دقت نمایش جغرافیایی در داده‌های مکانی بهتر از نقشه‌های منبع یا تصاویری که از آنها گرفته شده است نخواهد بود و توسط مقیاس‌های نقشه اصلی و وضوح مکانی تعیین می‌شود (روبینسون و همکاران، ۱۹۹۵، صفحه ۴۵۸).

برگرفته از کتاب کاربرد GISدر محیط زیست

ترجمه:سعید جوی زاده،شهناز تیموری،فاطمه حسین پور فرزانه