1.7.3 Karttatiedon yleistäminen GIS-järjestelmissä

 

Ihmisen kyky ymmärtää monimutkaisia graafeja on rajallinen. Myös viestinnän kannalta monimutkaisuus on ongelmallista; harva jaksaa syventyä keskittynyttä tulkintaa vaativaan graafiseen esitykseen, vaikka aihe olisi sinänsä mielenkiintoinen.

Yleistämistä (generalisation) käytetään, kun tarkemmasta karttatietokannasta tuotetaan pienimittakaavainen visuaalinen esitys ja viimeistellään kartografista esitystä alkuperäiseen paikkatietokantaan perustuen. Erityisen ajankohtaiseksi yleistys on tullut pienten mobiiliGIS-laitteiden käyttöliittymien teossa ja niihin tarkoitettujen aineistojen käytettävyyden parantamisessa. Yleistämisen tarkoituksena on visualisoida kohteet siten, että olennainen informaatio voidaan esittää mahdollisimman oikein ja pelkistetysti.

Yleistäminen voidaan tehdä käsin kohde kohteelta, tai se voidaan automatisoida. Melko hyvään automaattiseen vektoriyleistykseen voidaan päästä kahdentoista yleistysoperaattorin (viereinen kuva) avulla.

Yksinkertaistus ( simplification): operaattori vähentää pisteiden lukumäärää ja yksinkertaistaan kohteiden esitystä.

 Suodatus (smoothing): operaattori muuttaa pisteiden sijaintia siten, että ne vastaavat viivan yleistä trendiä. Menetelmä parantaa kohteiden esteettistä vaikutelmaa. Viivan suodatusmenetelmissä käytetään usein liukuvien keskiarvojen menetelmää tai matemaattisten funktioiden muotoa (splinitasoitus, bezier-käyrät, Gauss-suodatus).

Yhdistäminen pisteistä alueiksi (aggregation): yhdistämisen tarkoituksena on yleistää pistemäiset kohteen alueiksi, kuten asuinrakennukset asuinalueeksi.

Liittäminen (amalgamation): operaattori liittää pienet yksittäiset alueet suuremmaksi kokonaisuudeksi.

Yhdistäminen (merging): operaattoria käytetään yleistettäessä graafista kuvaustekniikka, esim. kaksiviivaista tietä yksiviivaiseksi.

Heikentäminen (collapse): operaattorilla selkeä aluekohde muutetaan piste- tai viivasymboliksi. Kaupunkialueet tai lentokentät kuvataan pienimittakaavaisissa kartoissa loppujen lopuksi pisteinä.

Valinta/suora puhdistus/modifioitu puhdistus (selection/refinement/typication): valintaoperaattoreilla voidaan kohteiden ominaisuuksista riippuen valita vain merkittävimmät kohteet. Periaatteessa valinta voidaan jakaa suoraan puhdistukseen ja modifioituun puhdistukseen. Suorassa puhdistuksessa säilytetään kohteiden alkuperäinen sijainti. Modifioidussa puhdistuksessa pyritään säilyttämään kohteen yleinen hahmo ja rakenne, jolloin yksittäisten kohteiden sijaintia voidaan joutua muuttamaan.

Selventäminen (exaggeration): operaattoria käytetään kartan luettavuuden lisäämiseksi ja johtaa yleensä kohteen alkuperäisen sijainnin muuttamiseen. Viivojen mutkia voidaan jyrkentää ja muuten korostaa visuaalisen vaikutuksen selventämiseksi.

Korostus (enhancement): operaattorilla korostetaan tiettyjä symboleita.  Ei yleensä karttakohteita kuten edellisellä operaattorilla.

Siirto (displacement): usein kartassa on ns. tilan puutetta. Tällöin on tarpeen muuttaa karttakohteen todellista sijaintia: 1) siirtämällä kohde alkuperäisestä paikasta, tai 2) muutamalla kohdetta tai 3) poistamalla huonosti sopivat kohteet.

Luokittelu (classification): ominaisuusperusteisella luokittelulla saadaan yhdistettyä alkuperäisten muuttujien arvojen hajontaa pienemmäksi.

Symbolisointi (symbolisation): kohdekohtaisen mittakaavan muuttaminen ja tiedon tyypin muuttaminen voi yleistää materiaalia.

Rasteripohjainen yleistäminen perustuu paljolti kuvankäsittelyn perinteeseen ja analyysiin. Menetelminä käytetään mm. erilaisia suodatusmenetelmiä, reunan korostusalgoritmeja, aluekohtaista segmentointia ja luokitusta.