­Вопрос № 25.

Анаморфозы, картоиды, мысленные карты.

­­

Ответ:

• Анаморфоза (матем.) - такое преобразование системы координат, в которых исследуемые данные выстраиваются в линейную зависимость, из которой определяются параметры распределения.

• Опти́ческое анаморфи́рование (от греч anamorphoo — преобразовываю) — преднамеренное изменение изображения оптическим способом, подразумевающее различный масштаб преобразования в двух взаимно перпендикулярных направлениях. В результате анаморфирования изменяются пропорции изображения: из квадрата получается прямоугольник илиромб, а из круга — эллипс. Коэффициент анаморфирования (коэффициент анаморфозы) — отношение масштабов по двум взаимно перпендикулярным направлениям.

• Картоид - это пространственная теоретическая модель, применение которой разумно в тех случаях, когда речь идет о генерализированном анализе и отражении масштабных пространственных явлений. Применение картоидов — дело вспомогательное, техническое. На первом месте стоит определенное осмысление реальности в теоретических терминах, и только под некую систему терминов должна создаваться система картоидов. В особенности важно использование картоидов при осмыслении сложных и многообразных в конкретных формах проявления рекреационных, историко-географических и тому подобных процессов, когда нужно выходить на высокий уровень генерализации и искать все возможные формы отображения социальной и культурной реальности. Что-то отражается на уровне классических карт, слов и формул, что-то находит более адекватное отражение на уровне пространственных теоретических моделей. Все методы отражения реальности должны дополнять друг друга, находя смысл во взаимной связи.

Картоиды, в особенности атласы картоидов, обладают большим количеством преимуществ по сравнению с классическими картами и атласами. Эти преимущества таковы:  1.    Драматически снижается техническая сложность составления атласа.  2.    Нет резкого разделения технических задач и содержания атласа. Содержательный аспект отступает на второй план.  3.    В рамках классических картографических атласов нет реальной возможности отразить многие явления. 

• Мысленные карты – фиксированные образы пространства, сохраняемые в сознании людей. Мысленная карта – это мысленный образ, а не карта в буквальном смысле. Она реальна в той же степени, как и все остальные идеальные проявления в человеке. 

Для исследования мысленных карт применяются различные методики, наиболее традиционными из которых являются следующие:  - углубленное интервью с респондентом, во время которого выясняются представления человека об определенном месте. Итогом может быть словесное описание, которое затем переводится в графическую или картографическую форму самим исследователем;  - составление респондентом планов-образов определенного пространства. В таком варианте очень мало слов, но есть персонифицированное графическое отражение образа определенного пространства;  - опрос методом семантического дифференциала, то есть изучение ассоциаций того или иного места с соответствующими словами, чувствами, эмоциями.  Это три основных метода выявления мысленных карт, которые могут применяться с некоторыми вариациями. Детали определяются конкретной исследовательской задачей. Вероятно, идеальный вариант – это применение всех трех отмеченных методов в комплексе. Однако это часто сложно сделать по причине утомляемости респондента: далеко не все люди и не всегда готовы на длительные беседы в научных целях. Фактор времени обычно весьма значим. 

К числу реальных и очень важных достижений метода составления и изучения мысленных карт можно отнести следующее:  ·        выявление фиксированных образов мест и возможность их достаточно строгого отображения;  ·        определение групповых и индивидуальных различий в восприятии образов мест и возможность использования этого знания в практических целях;  ·        выявление и изучение несомненных связей между существующими образами реальности и поведением людей.  Мысленные карты позволяют выявлять и исследовать реально существующие образы пространства, что крайне важно для рекреационной географии, связанной с анализом пространственного поведения людей. 

Вопрос № 26.

Особенности создания анимационных и виртуально – реальностных моделей в географических исследованиях.

Ответ:

В современной компьютерной картографии виртуальная реальность предстает как некое искусственное построение, модель реального или абстрактного объекта или ситуации, которая существует в программно управляемой среде. С ними можно взаимодействовать -управлять ими, решать какие-то задачи и принимать решения -- с помощью определенных

программ. Всякое геоизображение предстает в графической образной форме, имеет проекцию, масштаб и обладает генерализованностью. Сам процесс создания таких изображений называют виртуальным моделированием (иногда как синоним употребляют термин виртуальное картографирование)

Визуализация виртуальной реальности опирается прежде всего на применение эффектов трехмерности и анимации. Именно они создают иллюзию присутствия и перемещения в объемном пространстве. При этом реализуются четыре главных свойства:

 - сочетание в одном геоизображении свойств карты, перспективного снимка, блокдиаграммы и анимации;

- возможность программного управления этим синтезированным геоизображением;

- интерактивное взаимодействие с самим геоизображением и окружающей его вирту-

альной средой;

- уменьшение свойств знаковости и условности геоизображения, придание ему реалистических черт

Вначале по топографическим картам, аэро- или космическим

снимкам создают цифровую модель рельефа, т.е. изображение рельефа, построенное по значениям высот, обычно расположенным в узлах регулярной сетки. Затем на эту рельефную блок-диаграмму накладывают предварительно откорректированное фотоизображение местности, полученное в результате дистанционной съемки.

Далее на построенную фото-блокдиаграмму наносят тематическое содержание (знаковую нагрузку), надписи, выполняют цветовое оформление и редактируют все изображение.

Следующий этап - определение узловых сцен (кадров) и выбор траектории движения или вращения модели. При этом компьютерная программа рассчитывает промежуточные кадры и запускает анимацию. После этого можно сформировать внешние эффекты окружающей

среды (солнечное освещение, туман, дождь и т.п.) и создать средства интерактивного взаимодействия с ними, добавить звуковое сопровождение, например шум дождя, плеск прибоя и др.

Отдельные операции этого алгоритма, такие как нанесение дополнительных объектов, выбор состояния окружающей среды, внесение мультимедийных эффектов могут быть пропущены, другие добавлены, например расчет распределения теней в городе или в горах.

Таким образом, виртуальное геоизображение включает изображение самого объекта, окружающей его виртуальной среды, а также средства взаимодействия их между собой и с наблюдателем (пользователем), который получает возможность интерактивно управлять и объектом, и средой. Соответственно система виртуального моделирования содержит три подсистемы: формирования виртуальной модели; управления средой и изменения ее параметров; внесения из базы данных дополнительной информации, новых, в том числе абстрактных объектов.

Анимации

В технологиях виртуального моделирования большую роль играет анимационное картографирование, которое представляет собой одну из ветвей оперативного компьютерного картографирования. Речь идет о создании и анализе карт в реальном, или близком к реальному

времени. Прообраз анимации - традиционные карты динамики, на которых фиксируются состояния объектов в разные моменты времени. Серии таких карт показывают последовательность смены ситуаций, подобно тому как это происходит в мультфильме. Собственно говоря,

анимации - это современный компьютерный этап развития мультипликаций. 

Анимации применяли вначале для слежения за быстро меняющимися событиями и явлениями (например, за наводнениями или лесными пожарами), для мониторинга и оценки

сельскохозяйственных посевов, этапов их развития, созревания. Потом их стали использовать для визуализации медленно протекающих процессов, таких как меандрирование рек, и даже для палеогеографических реконструкций, например моделирования раскола праматерика

Гондвана и перемещения континентов.

Еще один пример - моделирование быстро меняющихся гидрофизических параметров морей и океанов. C помощью географической информационной системы Черное море была представлена динамическая последовательность карт изменения температуры воздуха в пределах акватории Черного моря. Анимационный модуль этой системы способен создавать аналогичные последовательности не только для температур, но для осадков и ветров. Анимации можно запускать в прямом и обратном порядке, меняя при этом скорость демонстрации, а кроме того интерполировать значения избранного показателя и строить карту-кадр на любую заданную дату.

Многие из этих эффектов можно ежедневно видеть на экране телевизора, когда рельефная карта России наплывает на зрителя и медленно поворачивается перед ним, по ней движутся циклоны и антициклоны, ползут линии атмосферных фронтов, а из значка облачности идет дождь или выглядывает солнце. Сложные компьютерные анимации понятны каждому зрителю, можно сказать, что эти технологии уже вошли в повседневный быт.

Вопрос № 27.

Что входит в понятие «интеллектуального моделирования»?

Ответ:

Интеллектуальное моделирование - математическоое компьютерное моделирование, основанное на аналитическом методе решения краевых задач, приводящему к их точным решениям. Актуальность этого подхода обусловлена тем, что существующие программные пакеты, реализующие численные методы, не обеспечивают необходимой точности и надежности расчетных результатов, что в XXI в. недопустимо из-за возросших масштабов аварий и катастроф, связанных с ошибками проектирования объектов и процессов ответственного назначения. Это дает возможность получения точных аналитических решений краевых задач путем применения идей и методов искусственного интеллекта.

Существуют интеллектуальные системы, имитирующие творческую деятельность математика-профессионала, решающего краевые задачи, его интуицию и опыт.