Végső Ferenc:Térinformatika Megjelenítés

Végső Ferenc:Térinformatika Megjelenítés

3.

MEGJELENÍTÉS 3.1.

Bevezetés

3.2. A kartográfia 3.2.1. A térképtervezés 3.2.2. Grafika tervezési kérdések 3.2.2.1. A térképi jelek 3.2.2.2. A megírások 3.2.2.3. A szinek 3.2.2.4. A térképi elemek és a vizuális sorrend 3.2.2.5. A térkép megkomponálása

3-2 3-2 3-3 3-4 3-6 3-6 3-9 3-10 3-11 3-13

3.3. Térképi megjelenítés térinformációs rendszerekben 3-15 3.3.1. A térképi elemek 3-15 3.3.1.1. Szimbólumok 3-15 3.3.1.2. Területkitöltő minták 3-16 3.3.1.3. Ponttérképek 3-17 3.3.1.4. Szintvonalas térképek 3-18 3.3.1.5. Feliratok 3-19 3.3.1.6. Színek 3-20 3.3.2. A térinformációs térképi megjelenítés lehetőségei és korlátai 3-21 3.4. Megjelenítési módszerek a GIS-ben 3.4.1. A harmadik dimenzió 3.4.2. Animáció 3.4.3. A valóságélmény fokozása

3-22 3-22 3-24 3-25

3.5. Teljesítmény és költségek

3-25

3.6. A felhasználói felület értékelése

3-27

© F öldmérési és Földrendezői Főiskolai Kar - SdiLA TEMPUS Projekt

3-1


3.

MEGJELENÍTÉS

3.1. Bevezetés A megjelenítés az a folyamat, amikor az előző fejezetben ismertetett elemzés eredményét közölni akarjuk valakivel. A megjelenítés kritikus pontja a GIS eredményes alkalmazásának, hiszen tudjuk, hogy a legjobb elemzést is elrontja a rossz vagy ügyetlen megjelenítés; sőt helytelen következtetések levonására is alkalmat ad. A megjelenítés önmagában is szubjektív, hiszen részben a készítő személy gondolkodásán, fantáziáján múlik a megjelenítés formája, kinézete. A megjelenítés egy megközelítésben esztétikai tényezők által befolyásolt folyamat. Jól ismerjük ezt a jelenséget amikor száz, vagy több száz éves térképet nézegetünk. A megjelenítés maga többféleképpen is definiálható: •

megjelenítés: a képalkotás lelki folyamata

•

megjelenítés: az ötletek képi formába öntése, illetve a számítógépes képtervezés kérdései

•

megjelenítés: adatoknak és objektumoknak számítógépes megjelenítése a jobb megértés és a valóság modellezése végett.

A szakirodalomban a tudományos megjelenítés a legelterjedtebb elnevezés arra az esetre, amikor összetett adatbázisból jeleneteket készítünk általában elemzés, döntéshozatal céljára. Az embernek természetes adottsága, hogy képekkel fejezze ki magát (ezt teszik a festők, grafikusok). A hétköznapi ember is gyakran rajzol, amikor egy jelenséget vagy folyamatot akar szemléltetni. Az utóbbi években megnőtt a képi közlés jelentősége. Az egyik oka ennek az, hogy a számítógép segítségével könnyen és gyorsan lehet képeket létrehozni (korábban egy megtervezett térképtípus évtizedekig ugyanolyan

© F öldmérési és Földrendezői Főiskolai Kar -SdiLA TEMPUS Projekt

3-2


kinézetű maradt, készítésükhöz előre gyártott sablonokat használtak pl. betű - vagy jelkulcs sablon). Amikor egy térképet nézegetünk, szinte fel sem tűnik, hogy mennyi szabály és tapasztalat összegződik a térképben. Eltűnődhetünk, hogy miért úgy helyezték el a megírásokat, ahogyan vannak, miért az adott vonaltípusokat, színeket, jeleket alkalmazták, miért 4:3 a harmonikusnak érzett térkép oldalainak aránya? A következő fejezetekben ezeket a kérdéseket próbáljuk megvilágítani.

3.2. A kartográfia

A GIS megjelenítési módjainak tárgyalása előtt hasznos néhány szót ejteni a kartográfiáról, mint a térképtervezés tudományáról. A kartográfia szabályai - melyek érvényesek a számítógépes térképkészítés esetében is - sok évszázad tapasztalatai alapján alakultak ki. Minden GIS rendszer tud valamilyen megjelenítést produkálni. Ez lehet egy diagram a színes monitoron, egy vázlat a lézernyomtatón vagy egy térkép a rajzgépen. A megjelenítést alapkérdésként kell kezelnünk, mert főleg a felhasználók azok, akik a késztermék oldaláról fogalmazzák meg az igényeiket. Azt is mondhatjuk, hogy a megjelenítés kérdései visszahatnak a GIS tervezésére is. A GIS megjelenítések tervezésekor a hagyományos kartográfiai alapelvek mint keret szolgálnak. A megjelenítés hatásának megítélésekor nem számít a mögöttes adatszerkezet, az a fontos, hogy a térkép mit közöl a szemlélővel.


3-3


3.2.1. A térképtervezés A térképtervezés összetett folyamat, amit nem könnyű részeiben tárgyalni. Mégis elkülöníthető két terület, a térképi elemek és a tervezés maga. A térképi elemek: - a grafika - a megírások - a színek A tervezés: - a kartográfia alapelveit takarja.

Gondoljunk bele, hogy mi az a többletinformáció, amit a térkép elmond nekünk az írásos információval szemben. A földmérési alaptérkép tökéletesen ábrázolható, mint pontszámok, koordináták, összekötési információk halmaza egy lista formájában. Mik azok az információk, amiket egy ilyen formátumú „térképen” nem látunk? Nem látjuk rajta a helyszíni viszonyokat: hogyan helyezkednek el a szomszéd telkek, hol vannak közel azonos nagyságú telkek, hol vannak közel azonos alakú telkek, egy utcás falu, sugárutas város stb. Ezek a térkép belső információi. A térkép szolgál külső információval is: a koordináta rendszer, a keret, a feliratok stb. Ezek az információk a térképi objektum minőségéről is felvilágosítást adnak. Pl. ez a földrészlet szántó, vagy pl. a térkép pontosságáról a kereten kívülre írt készítési szabályzat neve és a készítés technológiája ad tájékoztatást. A kartográfia problémája abban áll, hogyan lehet kifejezni az ábrázolási módszerekkel a lehető legtöbb információt. A problémának két szintje van: hogyan jelenítsük meg a sorrendiséget, és hogyan jelenítsük meg az eltérő jelleget a térképen. A fentiekhez társul az ún. alaptérkép kérdése. Alaptérképen azt a térképet értjük, amelyik kifejezi a térbeli kapcsolatokat és alkalmas további térképek előállítására. Az alaptérképnek elvileg csak a térbeli relációkat kell ábrázolni, megjelenésében azonban semlegesnek kell maradnia (földmérési alaptérkép). Az egyes jelenségek kiemelése a tematikus térképek


3-4


feladata (közműtérkép, talajtérkép stb.). Tapasztaljuk ugyanis, hogy már egyes elemek vastagabb vonallal való rajzolása különböző emberekben különböző képzeteket kelt. A sorrendiség kifejezésére a térképen olyan rajzi elemeket alkalmaznak, amelyeknek magukban is van rangsoruk. A grafikus elem kifejezheti az érték változását, mint világosból a sötétbe való átmenet, vagy kifejezheti a nagyság változását a méretével. Mindenesetre a grafika méretének változásával célszerű követni a mennyiség változásának irányát (egyszerűbben: nagyobb dolgot nagyobb jellel ábrázolunk). Mivel a színeknek nincs sorrendje, ezért nem célszerű őket mennyiségi átmenetek kifejezésére használni. Ennek az elvnek a megsértését láthatjuk a mélységi-magassági térképeken, csak mivel megszoktuk, nem zavar minket, nem gondolunk bele, hogy a magasabb hegy miért barnább, mint az alacsonyabb. Nézzük meg, milyen következményei vannak, ha a fenti elveket nem alkalmazzuk. Az 1. ábrán a telkek eltérő árait eltérő jelekkel ábrázoltuk.

a

a

a=1

b b

b=10 c=100

c

A 2. ábrán ugyanazt a jelet használtuk, de a jel mérete arányos a telek árával.

a

a=1

a

b=10

b

c=100

b

c © F öldmérési és Földrendezői Főiskolai Kar - SdiLA TEMPUS Projekt

3-5


Az 1. ábrán látható térkép csak egy kérdésre tud „válaszolni”: az adott helyen mekkora a telek ára. Hogy megkeressük a legdrágábbat (ami nem kell nekünk), át kell nézni a térképet és gondolatban kell elkészíteni az ársorrendet. Egy sor kérdésre viszont nem tud válaszolni: hol van egy keresett ár? Hol van a legolcsóbb telek? Ez a típusú ábrázolás csak az egyes telkek szintjén ad felvilágosítást, a teljes térkép vonatkozásában nem. Ezt nevezhetnénk olvasni való térképnek. A 2. ábrán méretezett grafika van. Rögtön látjuk az árak eloszlását a területen. Nem csak a telkek árát mutatja meg, hanem az ársorrendjüket is. Itt együtt látjuk a topográfiai és a számszerű viszonyokat. Ez lehetne a beszélő térkép.

3.2.2. Grafika tervezési kérdések A grafika tervezésének tárgyalása során érintjük a grafikus jelek természetét, foglalkozunk a megírások és a színek alkalmazásának kérdésével.

3.2.2.1. A térképi jelek A legtöbb GIS-nek korlátozott lehetőségei vannak a térképi jelek kirajzolásának területén. Általánosságban elmondható, hogy a raszteres és a tudományos célú GIS-ek szinte elhanyagolják ezeket a kérdéseket. Még a fejlettebb rendszerek (pl. Arc/Info) kartográfiai képességei sem igen érik el mondjuk egy CAD rendszer lehetőségeit, a kézi rajzzal elérhető változatosságról nem is beszélve. A térképen ábrázolandó jelenségek egy része létezik a valós időben és térben. A jelenségek másik része (szintvonal) fizikailag nem létezik, hanem az ember ruházza fel a természetben lévő jelenséget ezzel a tulajdonsággal. A jelenségek ábrázolása kartográfiailag pontok, vonalak, területek és térfogatok


3-6


tervezését jelenti. Az, hogy az adott jelenség hogyan kerül ábrázolásra, függ attól, hogy milyen a jelenség természete, milyen tulajdonságát akarjuk kifejezni, és milyen méretarányban dolgozunk. Két alapvető dolgot kell megfontolnunk, amikor a jelenséget jelkulccsal helyettesítjük: 1. Különálló és folyamatos jelenségek Sok jelenség különálló. A vaddisznók különállók mert két szomszédos vaddisznó között nincs több vaddisznó. A vaddisznó csordának azonban beszélhetünk a népességéről, ami már felfogható folyamatos jelenségként. Az egyes vaddisznókat ábrázolhatjuk pontokként, a csordát viszont satírozott foltként. Az eső mennyiségét diszkrét pontokban mérjük, de mivel tudjuk, hogy mindenütt esik, ezért a térképen folyamatos felületként ábrázoljuk. Probléma akkor merülhet fel, ha diszkrét jelenségeket folyamatosként ábrázolunk, majd később azt képzeljük, hogy a jelenség az ábrázolt területen mindenütt létezik. 2. Összemérhetőség Már az előző fejezetben foglalkoztunk a kérdéssel a raszteres fedvények elemzése kapcsán. A mérhetőségnek négy kategóriáját állíthatjuk fel: méret, sorrend, intervallum és arány. Ezek egyre összetettebb tulajdonságokat reprezentálnak, ezért az ábrázolásuk méretarányán változtathatunk, de a típusán nem. Az említett tulajdonságok meghatározzák az ábrázolási módot is (változó intenzitást nem szoktunk sűrűsödő pontmezővel ábrázolni). Bár a grafikus leképezés módja nincs egyértelműen szabályozva, vezérfonal létezik. A szokásos ábrázolási módok láthatók az alábbi két táblázatban.


3-7


MÉRET pont

vonal

terület

házak típusai

utak, vasutak

erdőfoltok

SORREND pont

vonal

terület

3

házak nagysága

utak rendűsége

1 2 fafajok értéke

INTERVALLUM pont . 11 .15

.22 . 20

vonal

terület

1880 1910 1996

hőmérsékletek

az árvíz széle

terméshozam


3-8


ARÁNY pont

vonal

terület

füst terjedése

forgalom intenzitása

népsűrűség

A következő ábrán azt szemléltetjük, hogyan tükröződhetnek az intenzitások a jelkulcsokban: méret

kitöltő minta

szín

színerősség

alacsony

alacsony

világoskék

közepes

közepes

kék

magas

sötétkék

napi hőmérséklet magas

A fenti minták bizonyos hagyományokat követnek. Az igazi probléma az általános minták helyes alkalmazása egy konkrét feladatban.

3.2.2.2. A megírások A térképi feliratok tekintenek vissza a legnagyobb múltra. A betűtípusok és alkalmazásuk a nyomdászatban gyökerezik. A megírások alkalmazása a térképen nem csak esztétikai, hanem elhelyezési és kommunikációs kérdés is. A megírás nem csak információt közöl a nézővel, hanem alkalmas egyedek, csoportok tulajdonságainak kifejezésére is. Aki olyan szövegszerkesztőt használ, amelyik rajzolja a képernyőre a betűket, az tudja, hogy betűtípusok és stílusok százai közül lehet válogatni. Ennek természetesen nem csak előnye


3-9


van. A számítógépes írás elterjedésével sok túlzsúfolt, agyoncicomázott dokumentummal találkozhatunk. Éppen ezért a térképkészítésnél kerülni kell a cikornyás, a másoláskor vagy kirajzoláskor összeolvadó betűtípusokat. Sokkal fontosabb a szöveg jó elhelyezése és az általa takart terület helyes kiválasztása. Az a jó felirat. amelyik „megmutatja”, hogy melyik térképi elemhez tarozik.

3.2.2.3. A szinek A színek alkalmazása teszi a térképeket és a GIS elemzéseket gyorsan átláthatóvá, könnyen érzékelhetővé. A színek gyönyörködtetik a szemet, kifejeznek sorrendeket, struktúrát. A színek alkalmazása és megítélése meglehetősen szubjektív, sokszor csak annyit tudunk mondani egy térképre nézve, hogy ez szép vagy nem olyan szép. Szinte csak a színek helytelen alkalmazásáról tudunk konkrét dolgokat mondani. Az alakzatok különbségét gyakran fejezik ki szinekkel. A színek kontrasztjával ki tudunk fejezni intenzitás különbségeket. Adott színekkel a kiegészítő színeik adnak harmonikus összképet. A hasonló árnyalatok alkalmazás a szemlélőt ösztönösen is csoportosításra készteti, sőt érzelmeket kelt benne. A világos, meleg színeket szívesebben nézzük, mint a sötét vagy hideg árnyalatokat. A fenti megfontolásokon túl kialakult a színeknek egy hagyományos jelentése a térképészetben: •

a víz kék

•

a meleg területek pirosak, a hidegek kékek

•

a sárga és a sárgásbarna száraz, sivatagos területet jelent

•

a fölfelszín barna

•

az élő növényzet zöld

A színek árnyalatait gyakran használják fokozatok, arányok kifejezésére (vízmélység, stb.). Ezeket azonban elővigyázatosan kell alkalmazni. Az árnyalatok a különböző személyekben különböző érzeteket keltenek, ezért eltérő következtetésekre jutnak a színek mögötti adatok megítélése tekintetében.


3-10


Nagyon hasznos, ha az eltérő színekhez határoló vonalakat alkalmazunk, amelyek vezetik a szemet. Ilyenek a magassági és mélységi szintvonalak. Imhoff nyomán a színek alkalmazásának fő szabályait a következőkben foglalhatjuk össze: 1. A tiszta, világos, erős színek nagy felületen alkalmazva elnyomhatják a mondanivalót, de kiemelésre is használhatók semleges háttér előtt ha módjával alkalmazzuk őket. 2. A fehér sávokkal elválasztott világos színek nagy területen alkalmazva nem kívánt hatást kelthetnek. 3. A nagy hátterek színének semlegesnek (szürke) kell lenniük, hogy ne nyomják el az előtérben lévő kisterületű színes foltok hatását. A szürke árnyalataival kevert színek nagyon jó hátteret adnak. 4. Ha a kép két vagy három nagy területet ábrázol mindöszsze, a látvány „széteshet”. Ilyenkor a főtémához tartozó területeket érdemes satírozni, hogy ne vesszenek el a háttérben.

3.2.2.4. A térképi elemek és a vizuális sorrend Mindenki tapasztalhatta már, hogy egy térkép nézegetésekor nem egyszerre fogjuk fel a térkép teljes tartalmát. Bizonyos jelenségek hamarabb a szemünkbe ötlenek, mint mások. Ez a dolog - a vizuális sorrend - leginkább a kontraszttal függ össze. A kontrasztosabb térképi elemről úgy érezzük, hogy a többi felett vannak. Ezt fejezi ki az alábbi ábra:

A vizuális sorrendet ezen kívül befolyásolja még a szín, a kontraszt, a relatív méret és a befoglaló idom alakja.


3-11


(Nagy körben egy kis kör kisebbnek látszik, mint önmagában). A kartográfiában már régóta alkalmazzák a vizuális hatást. Ismert eljárás a vizek ábrázolására a vignettálás. Ebben az esetben az önmagukban nem kiemelkedő határvonalakat a közöttük lévő rész színárnyalatának megváltoztatásával teszik jelentősebbé. Általánosságban is leszögezhetjük, hogy a térképünk hierarchiájának helyes megválasztásával orientálni tudjuk a térkép szemlélőjét. Ez természetesen csak a kevés témát tartalmazó térképnél egyszerű. A vizuális sorrend megválasztása leginkább a térkép céljától függ. Minél általánosabb tartalmú egy térkép, annál nehezebb a vizuális kiemelés (pl. a topográfiai térkép vizuálisan sokkal egysíkúbb, mint egy tematikus térkép, ahol mondjuk a földrészlethatárokon kívül csak a téglagarázsokat ábrázoltuk). Az alábbi táblázat útmutatót ad a jelek hierarchiájáról: Felismerési szint

Jel

Vizuális szint

1

Tematikus jelek

I

1

Cím, jelmagyarázat, címkék

I

2

Alaptérkép -

II

határok Lényeges objektumok 3 –4

Magyarázó elemek

II - III

4

Alaptérkép - vizek

III

5

Alaptérkép - egyéb elemek, címkék, őrháló, méretarány stb.

IV


3-12


3.2.2.5. A térkép megkomponálása Az eddigiekben a térkép felépítésének a hierarchiáját tárgyaltuk. A térképnek azonban van egy síkbeli szerveződése is, amit szintén meg kell tervezni. A térképkompozíció az intellektus, a látvány, az esztétika és a gyakorlatiasság ötvözete. Az alábbi elvek vezérlik a komponálást: •

a célnak kell meghatároznia a kompozíciót

•

a térképnek fel kell kelteni a térképet olvasó figyelmét

•

érvényesülnie kell az esztétikai szempontoknak

•

a kompozíciónak kell összefogni a megjelenített elemeket

érvényesülnie kell a hagyományoknak és a szabványoknak. A sok szempont közül csak hármat ragadunk ki: az egyensúly, a fókusz és a belső struktúra kérdését.

Az egyensúly: A látvány kiegyensúlyozottságát a térképi elemek alakja, mérete, elhelyezése szabja meg. Ebben a vonatkozásban harmóniáról beszélhetünk, ha a térképi elemek nem nyomják el a térkép egyéb mondanivalóját. Az egyensúly elérését tapasztalatok segítik. Például tudjuk, hogy a térképnek van geometriai középpontja és optikai középpontja. A geometriai középpontot a térkép sarkainak összekötésével kapjuk. Az optikai középpont az a hely, amely köré a térkép elemeinek többsége csoportosul, mintegy vonzza a szemet. Az optikai középponttól távolabb eső elemek automatikusan hangsúlyosabbá válnak. A szabályos oldalú térképi elemek szintén hangsúlyosabbak szabálytalan alakú társaiknál a kompaktabb megjelenésük miatt. A vörös domináns szín, ezért növeli az ábrázolt elem súlyát, stb.


3-13


A fókusz: Gondolnunk kell arra is, hogy az emberek többsége a térkép bal felső sarkára néz először és az optikai középponton keresztül halad a jobb alsó sarok felé. A legfontosabb üzeneteket tehát lehetőleg ebben a struktúrában kell elhelyezni.

A belső struktúra: Ebben az összefüggésben a belső struktúra alacsonyabb szintet jelent a térképkomponálásnál. Arról van szó, hogy meg kell határoznunk az eltérő grafikai elemek viszonyát. A jól strukturált térképre mondják, hogy harmonikus. A harmóniát leginkább a rosszul megválasztott kitöltő jelekkel lehet rontani, amire példa az alábbi ábra:

rossz

jó

Az alapelvek tisztázása után nézzük meg, hogyan valósulnak meg a konkrét GIS -ek esetében.


3-14


3.3. Térképi megjelenítés térinformációs rend-

szerekben

A 4.2.2. fejezetben nagy vonalakban megismerkedtünk a klasszikus kartográfia kérdéseivel. A probléma a mindennapi gyakorlatban az, hogyan ültessük át és hogyan használjuk helyesen a kartográfiai alapelveket az adott GIS rendszer lehetőségein és kötöttségein belül.

3.3.1.

A térképi elemek

3.3.1.1.

Szimbólumok

A legtöbb GIS-nek igen korlátozott képességei vannak a jelek kirajzolása területén. Erre jó példa az IDRISI vagy a SPANS. Ezek jellemzően raszteres rendszerek, amelyekben a jelkulcsok nem játszanak túl nagy szerepet. A legtöbb vektoros GIS-nek rögzített alakú és méretű jelkulcsa van, és még a fejlett rendszereknek is - mint a SYSTEM 9, Arc/Info vagy a GenaMap - korlátozott lehetőségei vannak mondjuk a CAD rendszerekhez viszonyítva. Az egyik legfontosabb korlátozás, hogy nincs lehetőség a jelek generalizálására, pedig pontosan a GIS rendszerek azok, ahol a legkönynyebb méretarányt váltani. Minden GIS-ben van pont, vonal és területkitöltő szimbólum (lásd az ArcPlot függeléket). Ezeket általában az egyedek leíró adatainak szimbolizálására használjuk (pl. az utak rendűségét elkülöníthetjük vonaltípusokkal). Általában elmondhatjuk, hogy a GIS-ek nem képesek kifejezni arányokat a szimbólumaikkal. Sok GIS képes a szimbólumait méretezni, de már kevesebb van, amelyiknél a szimbólum mérete dinamikus kapcsolatban van a hozzá tartozó leíró adattal. Ha tehát egy út rendűsége megváltozik az adatbázisban, az nem tükröződik automatikusan a képernyőn a szimbólum megvál-


3-15


tozásában. Ilyenkor a korrekciót kézzel kell elvégezni. A mennyiségi változások megjelenítésére szinte egyetlen eszköz a színek és színárnyalatok változtatása, csak éppen az előző fejezetben állapítottuk meg, hogy a színek nem igen alkalmasak mennyiségi átmenetek megjelenítésére. Az alábbi mintán a települések pontként vannak ábrázolva.

3.3.1.2. Területkitöltő minták A jelekre és betűkre említett korlátozások érvényesek a kitöltő jelekre is. A kitöltő jelek könnyen változtatható jellemzői - a szín és a minta - szintén csak a sorrendi különbség kifejezésére alkalmasak. A minták sűrűsége általában nem változtatható a GIS-ekben, és nincsenek dinamikusan hozzákapcsolva a leíró adatokhoz. A minták sűrűsége azonnal jelentőségét veszíti, ahogyan a nagyítást használjuk a GIS-ben. Ilyenkor még olyan szituáció is előfordulhat, hogy az adott nagyításban a sraffozás egyik vonala sem látszik a képernyőn (rajzon).


3-16


.

3.3.1.3. Ponttérképek A GIS-ben a pontszerű jelenségek jelkulccsal való ellátása nem szokott gondot okozni. Ha azonban egy poligonon belül valaminek az eloszlását szeretnénk pontokkal ábrázolni, falba ütközhetünk. Ha több pont esik egy poligonba, ezek elhelyezésére nincs algoritmus. Még a fejlettebb rendszerek is legfeljebb véletlen-szám generátorral dolgoznak, ami viszont hamis képet festhet az eloszlásról.


3-17


A települések jele a pont

3.3.1.4. Szintvonalas térképek Sok GIS rendszer képes szintvonalakat rajzolni. Ezeket általában pontszerűen rendelkezésre álló mérési adatokból produkálják valamilyen interpolációs módszerrel. Sok raszteres és vektoros rendszer képes a szintvonalas térképből lejtés és/vagy kitettségi térképet szerkeszteni. A GIS-ben a szintvonalakat leggyakrabban a felszín három dimenziós ábrázolásához használják.


3-18


Szintvonalas térkép

3.3.1.5. Feliratok A GIS-eknek korlátozott feliratozási képességeik vannak. Az egyszerű raszteres rendszerekben egy betűtípus van, egyféle méretben, elforgatási lehetőségek nélkül. A fejlettebb GIS-ekben lehetőség van betűtípusok és méretek széles skálájának használatára. A probléma a feliratok intelligens elhelyezésével van, főleg ha a felirat egy adatbázis mező tartalma is egyben. Nincsenek még automatikus megoldások az ilyen esetekre. Hasonlóképpen probléma a vonalas elemet követő feliratozás (pl. egy kanyargó folyó neve), és annak megoldása, hogy a feliratok ne takarják egymást. Ami egy nagyításban egész jól néz ki, egy kicsinyítés után kétségbeejtő látványt nyújthat.


3-19


Feliratok

3.3.1.6. Színek A GIS-ekben rendelkezésre álló színek választéka nem szokott problémát okozni. Ma már a 8 bites színmélységű videokártya (256 szín) nem számít különlegesnek. A hagyományos térképek esetében, amelyeket a GIS megpróbál utánozni, 32 szín használata messze elegendő. A problémát az szokta okozni, ha a rendelkezésre álló rajzeszköz nem képes elegendő színárnyalatot megjeleníteni. Tipikusan ilyenek a tollas plotterek, ahol a maximum 16 szín körül van. Ennél jobb a helyzet a tintasugaras rajzgépek esetében, amelyek képesek 256 árnyalat kikeverésére az alapszíneket tartalmazó tintapatronok segítségével. Szorgalmi feladat: Az 1.sz. mellékletben megtalálja az Arc/Info ARCPLOT moduljának parancsait. A leírásuk alapján sorolja be a parancsokat az alábbi csoportok valamelyikébe: 1. A térkép paramétereinek meghatározása 2. A szimbólumok definiálása 3. Térképi elemek rajzolása 4. Kartográfiai elemek rajzolása


3-20


3.3.2.

A térinformációs térképi megjelenítés lehetőségei és korlátai

Az eddig leírtak alapján képet alkothattunk arról, miért néznek ki a GIS rendszerben alkotott térképek szerényen a kartografálással létrehozott térképekkel szemben. Két fő oka van annak, hogy a kettő még meglehetősen messze áll egymástól. Az egyik ok az, hogy azok az állomások amiken az adatok átmennek - digitalizálás, szkennelés, tárolás, elemzés, szimbolizálás - általában mind elvesznek egy kicsit az eredeti gazdagságból. Ennek nem feltétlenül az alkalmazott hardverszoftver eszközök az okai, hiszen sok közülük képes a valósághű megjelenítésre. Sokkal inkább az ma rendelkezésre álló GIS-ek képességei korlátozzák a lehetőségeket. A másik ok a GIS-ektől elvárt funkciókban rejlik. Minden GIS-től elvárjuk - és ezért hajlandóak vagyunk fizetni is hogy az adatbázist a képernyőre rajzolja és ebben nagyítani, mozogni tudjunk és az eltérő kategóriákat eltérő színekkel meg tudjuk jeleníteni. Sok GIS-ben, főleg a tudományos, kísérleti célra kialakított rendszerekben ennél többre nem is nagyon van szükség, hiszen a végeredményt ritkán akarjuk kartográfiai minőségben megjeleníteni. Minél jobban meg akarjuk közelíteni a kartográfiai minőséget, annál drágábban kapjuk a rendszert, hiszen a kartográfus szakértelmét kell(ene) a GIS-be beprogramozni.


3-21


3.4. Megjelenítési módszerek a GIS-ben

Eddig szinte csak rossz híreket olvashattunk. Nevezetesen arról, hogy a térképtervezésben állandó kompromisszumokat kell kötnünk, szinte lehetetlen elérni a kartográfiai színvonalat. Van azonban néhány terület, amelyen a GIS természetéből adódóan túlszárnyalja a hagyományos térképeket. Az egyik ilyen a rugalmasság. Lehetetlen hagyományos eszközökkel annyiféle tematikus térképet előállítani rövid idő alatt, mint GIS-el. A másik a dinamika. A hagyományos térképek felújítási ciklusa az adatgyűjtéstől eltekintve is hosszú. Minden térképmű eléri azt a pontot, amikor a változások rárajzolása szinte használhatatlanná teszi. Mivel a GIS-térképet mindig közvetlenül az adatbázisból vezetjük le, ott ilyesmi elő sem fordulhat. Harmadszor a GIS olyan megjelenítési lehetőségeket tesz lehetővé, amelyek a hagyományos eszközökkel nem megoldhatók. Ezek közül ismerjünk meg néhányat: •

a terepmodell alkalmazása

•

animáció

•

a valóságélmény fokozása 3.4.1.

A harmadik dimenzió

A valóság jobb megértéséhez nagyban hozzájárul, ha az egyedeket az eredetihez hasonló, vagyis térbeli környezetükben látjuk. Könnyebb elképzelni a vezetékek egymáshoz való helyzetét ha térben látjuk őket. Könnyebb elképzelni az eljutás nehézségeit egyik pontból a másikba, ha közben látjuk a domborzatot is. Ez természetesen némi gyakorlattal szintvonalak segítségével is megy, de ne feledjük, hogy a GIS-ek egy része nem földmérők számára készül. A láttatáson kívül további fontos funkciói vannak a terepmodellnek: •

metszetek képzése


3-22


•

összeláthatóság vizsgálata

•

térfogatbecslés

A három dimenziós megjelenítéshez a GIS-ben valahogyan modellezni kell a felszínt (és itt nem feltétlenül a természetes felszínről van csak szó). Erre számos eljárás van, amire itt nem térünk ki. A lényeg az, hogy a felszínt valamilyen matematikai felülettel helyettesítik (négyszög, háromszög). A három dimenziós megjelenítés függ az adott rendszer képességeitől. Az egyszerűbb GIS-ek színkódolt árnyalatos ábrázolással keltik a térhatást. A leggyakoribb eljárás a modell lapjainak perspektív ábrázolása és árnyékolása a nézőpont és a fényforrás helyének függvényében. Még élethűbb ábrázolás érhető el a felszín fényképének vagy űrfelvételének a felszínre való ráterítésével. Hasonlóképpen ráteríthetjük a felszín modelljére a lejtőkategóriák színkódolt képét.

Domborzatábrázolás


3-23


A domborzat „ráterített” földrészlethatárokkal 3.4.2.

Animáció

Mint már fentebb írtuk, a GIS többet jelent, mint papírtérképek reprodukálását. A GIS képes arra, hogy az időbeli változásokat megjelenítse, legyen az a múlt, vagy a modellezett jövő. A megkomponált jelenetek mozgatásának kezdetben a hardver eszközök lassúsága volt a legfőbb akadálya. Az animáció akkor élethű, ha a másodpercenként megrajzolt képek száma megközelíti a mozgókép sebességét. Az animáció a GIS-ben természetesen nem csak szemléltetést jelent, hiszen a képek sorrendjét bármely változó meghatározhatja. Fel kell azonban hívni a figyelmet arra, hogy a legtöbb GIS alkalmazásban az adatbázisnak nem része az idő, mint leíró adat. A legtöbb GIS adatbázisa egy adott időpontra vonatkoztatva statikus, a legtöbb esetben az adatfelvétel időpontját rögzítik. Lényeges kérdés az időbeni felbontás helyes megválasztása. Két időpont között bekövetkező eseményeket nem tudunk egyszerű módon interpolálni, így a felbontás alá eső események nem is jelenhetnek meg az animációban.


3-24


3.4.3.

A valóságélmény fokozása

A valóságélmény fokozásának egyik módja a felületek minél élethűbb megjelenítése a fények és a textúrák alkalmazásával. Ez a terület a GIS-ek esetében még gyerekcipőben jár és főleg a terepfelszín megjelenítésére vonatkozik. A legegyszerűbb módszer a perspektíva bevonása az ábrázolásba. Fejlettebb rendszerek a hatás fokozására alkalmazzák a távolsági ködöt, vagy az egyes részobjektumok önálló mozgatását (pl. a fák hajladoznak, az ábrázolt tűz csóvája a szél irányába hajlik stb.). A valóságélmény fokozható - mint az előző fejezetben írtuk - fényképek, mint textúrák alkalmazásával. A valóságélmény fokozása fontos lehet a repülésszimulálásnál, a tájtervezésnél, a reklámcélú megjelenítésnél. Így a környezet olyan nézőpontból és olyan körülmények között is látható, ahogyan másként nehezen. Az ilyen feladatoknál ki lehet használni az embernek azt a képességét, hogy részlátványokból, jelzésszerű elemekből a tudatában össze tud rakni egy valósághű képet.

3.5. Teljesítmény és költségek

Az előző fejezetekben leírt lehetőségeket célszerű gyakorlati szempontból is mérlegelni. Érdemes-e az eredmény elérése végett annyit befektetni? Mint sok más területen itt is a lehetőségek gyakran szabnak korlátot az igényeknek. A nagy grafikai teljesítmény nagy számítógép teljesítményt igényel, amit a mindennapos eszközökkel nem tudunk elérni. Bizonyos igények fölött a grafikus alrendszer ára elérheti a számítógép egyéb részeinek árát vagy meg is haladhatja azt. A monitorok ára a képátmérővel szinte exponenciálisan nő. Meg kell találni tehát az összhangot az igények és a teljesítmények között. A következő ábrán azt illusztráltuk, hogy az egyes műveleteknek milyen tipikus hardverigényük van.


3-25


Hardver szükséglet

Alkalmazás

erősen fejlett hardver

nagy sebességű hardver

kis sebességű hardver

nem szükséges gyorsítás üzleti grafika 2-D animáció 2-D CAD térképezés 3-D tervezés 3-D animáció orvosi képfeldolgozás valósághű megjelenítés (forrás: SUN Data Book,1996)


3-26


A grafikus rendszerek teljesítménye több módszerrel is mérhető, de egyik sem ad teljes képet róla. A legreálisabb talán a mindennapi használat után megfogalmazott - szubjektív, de a valósághoz közel álló - vélemény. A következő szinteken szokás a teljesítményeket mérni: •

alacsony szint: pl. a másodpercenként kirajzolt vektorok száma

•

képi szint: egy adott kép frissítésének ideje

•

rendszerszint: az objektumok interaktív manipulálásának időszükséglete különböző adatbeviteli eszközök használata esetén.

•

alkalmazási szint: egy adott alkalmazás futásához szükséges idő.

A felhasználó minden szinten kipróbálva a rendszer teljesítményét, el tudja dönteni, hogy neki melyik szinten van leggyakrabban szüksége maximális teljesítményre és a beruházásait ehhez tudja optimalizálni.

3.6. A felhasználói felület értékelése

Szorosan véve a felhasználói felület csak a megjelenítés kialakítása során játszik szerepet, ezért ebben a fejezetben csak érintőlegesen foglalkozunk vele. A felhasználói felület az a része a GIS-nek, amelyen keresztül a felhasználó közli a GIS szoftverrel az utasításait. A felhasználói felület meglehetősen változatos. A legegyszerűbb a parancsfeldolgozó megoldás. Ez olyan mint a DOS, begépeljük a parancsot és az esetleges opcióit amit a parancsértelmező végrehajt (Pc Arc/Info). Egyre jobban terjednek a grafikus felhasználói felületek, ahol legördülő menük, ikonok, ablakok teszik lehetővé a szoftver használatát. A jó felhasználói felületnek sokféle igényt kellene kielégíteni. Tipikus jelenség például, hogy a gyakorlott felhasználók idővel áttérnek az egér használatáról a rövidítő billentyűkombinációk használatára, mert idegesíti őket a kötött menüpont - elérés. A jó felhasználó felülettel szemben az alábbi követelményeket lehetne megfogalmazni:


3-27


•

szolgálja ki a kezdő, közepes és gyakorlott felhasználót a saját szintjén

•

ne legyen túl sok funkciója

•

adjon lehetőséget egy probléma több módón való megoldására

Korszerű felhasználói felület A felhasználó felület tervezésével kapcsolatban nem lehet stabil és mindenre kiterjedő irányelveket megadni. Az alábbiakban néhány téma köré csoportosítva megpróbáljuk összefoglalni a jó felhasználói felület kialakításának elveit. Kijelzési formák •

a fogalmakat következetesen használjuk


3-28


•

a képernyő mezőit ne váltogassuk

•

a listákat rendezzük oszlopokba

•

ne tegyünk minden oldal tetejére fejlécet egy hosszú listában

•

számszerű mezők tartalmát ne kódoljuk át betűkké

•

a kiíratások helyét ne váltogassuk

•

ne zsúfoljuk a képernyőt

•

ha lehet, a listákban különítsük el a csoportokat

•

módjával használjuk a kiemelést

Fogalmazás •

a rövidítéseket egységesen használjuk

•

adjunk a rövidítések mellé szótárat

•

használjunk világos, értelmezhető rövidítéseket

•

minimalizáljuk a szakmai zsargont

•

használjunk közérthető fogalmakat

•

egyszerű kifejezéseket használjunk

Színek •

a színeket módjával alkalmazzuk

•

használjuk a színeket kiemelésre, keresések eredményének kijelzésére

•

következetesen használjuk a színeket

•

tartsuk be a színek társításának hagyományait

•

az adatok megkülönböztetésére használjunk kontrasztokat

•

a háttér színe legyen szolid


3-29


Grafika •

használjuk a grafikát a képernyő zsúfoltságának csökkentésére

•

használjunk grafikát az összetett kapcsolatok ábrázolására

•

a konkrét számokat ne helyettesítsük grafikával

•

használjunk ikonokat a kezelés megkönnyítésére

Párbeszéd •

adjunk lehetőséget az adatbevitel megerősítésére

•

tájékoztassunk a sikeres végrehajtásról

•

ne legyen soha üres ablak vagy monitor

•

írjuk ki a választási lehetőségeket

•

írjuk ki a szükséges információkat

•

jelezzük, hogyan lehet folytatni a munkát

•

első helyen legyenek a menüben a leggyakrabban használt parancsok

•

az első lépés legyen az első helyen

•

adjunk lehetőséget a parancs visszavonására

•

csak az aktív parancsokat jelezzük

•

használjunk természetes jeleket: nyomógomb, tolóka stb.

•

a leggyakoribb gépelési hibákat ismerje fel a program

•

engedjünk részparancsokat használni

•

a „romboló” parancsokat (törlés, felülírás stb.) többször hagyassuk jóvá

•

a beviteli promptot mindig ugyanoda tegyük a monitoron

•

egységes stílust alkalmazzunk


3-30


•

adjunk lehetőséget a felhasználónak saját parancssorok összeállítására

•

a felhasználó által bevitt karaktereket írassuk ki a monitorra

Adatbevitel •

minimalizáljuk a kurzormozgatást

•

használjunk egységes beviteli eljárást

•

jelezzük a helyes adatformátumot

•

jelezzük az alapértelmezéseket

•

használjunk elterjedt mértékegységeket

•

csökkentsük minimumra a gépelési szükségletet

•

kerüljük az adatok újrabevitelét

•

kerüljük az összetett beviteli formákat

•

használjunk következetes promptot

•

tegyünk lehetővé eltérő beviteli formákat

Eszközök •

használjunk egeret a sok kurzormozgást igénylő feladatoknál

•

használjunk egeret a kiválasztási és vonszolási művelethez

•

ne váltogassuk sűrűn az egér - billentyűzet használatot

•

sok dolog kiválasztásához használjunk egeret

•

a gyakori funkciókhoz rendeljünk billentyű kombinációkat

•

általában a billentyűzetet használjuk adatbevitelre

•

rövid mozgásokhoz használjuk a billentyűzet nyilait


3-31


Hibaüzenetek és segítségadás •

minden adatbevitelt nyugtázzunk

•

adjunk lehetőséget javításra

•

a hibaüzenetet a beviteli képernyőre írassuk

•

emeljük ki a hibaüzenetet

•

a régi hibaüzeneteket töröljük a képernyőről

•

a hibaüzenet ne legyen semmitmondó

•

a hibaüzenet legyen rövid

•

a hibaüzenet csak az adott szituációra vonatkozzon

•

a hibaüzenet tájékoztasson a lehetséges megoldásokról

•

több szintű segítséget adjunk

•

a hibaüzeneteket listázzuk

•

adjunk valós idejű segítséget

•

tegyük lehetővé a segítő szövegben való keresést

•

a segítségkérés miatt nem veszhet el adat és nem állhat le a program Szorgalmi feladat: Üljön le az Ön által használt szoftverek valamelyike elé (ITR, Windows stb.). A fenti listában pipálja ki azt a sort amelyiknek Ön szerint megfelel a program! Az összes követelményt 100%-nak véve számítsa ki, hogy a kérdéses szoftver hány százalékban tesz eleget a követelményeknek!


3-32


A fejlett GIS rendszerek lehetővé teszik, hogy a felhasználó saját, feladatspecifikus felületet készítsen vagy készíttessen. Ezt nevezik a térinformatikai rendszer testre szabásának. Gyakran előfordul, hogy az alábbi feladatok valamelyikét kellene megoldanunk a térinformatikai szoftver segítségével: •

az ismétlődő feladatok automatizálása

•

saját parancsok előállítása a program parancsaiból

•

speciális környezet előállításához segédfunkciók programozása

•

a rendszerhez nem értő felhasználó számára az ő szükségleteihez igazított, menüvezérelt felhasználói felület előállítása.

A fentiek alapján két típusa van testre szabásnak: parancsokból makrók előállítása és menük megalkotása. A makró tulajdonképpen célszerű sorrendben egy kötegbe foglalt parancsok sorozata. A menü olyan makrók sorozata, amely a felhasználó igényei szerint készül és "elrejti" a rendszer parancsait és adatbázisait a felhasználó elől. Ez akkor hasznos, ha a felhasználónak szükségtelen megismerni a rendszer összes funkcióját, és mindig ugyanazt a jól körülhatárolható feladatot kell megoldania. Meg kell azonban jegyezni, hogy a testre szabás általában korlátozza a felhasználó hozzáférését a térinformatikai rendszerhez. A makrók általában úgy készülnek, hogy egy szövegszerkesztővel egymás után leírjuk a végrehajtani kívánt parancsokat, majd a makró végén utasítást adunk a parancsértelmezőhöz, vagy a menühöz való visszatérésre. Ezek után a makrónak nevet adunk (ez tulajdonképpen egy fájlnév) vagy hozzárendelhetjük egy billentyűkombinációhoz, illetve egyes rendszereknél fölvehetjük a menüpontok közé. Néhány térinformatikai szoftver lehetővé tesz automatikus makrókészitést oly módon, hogy "figyeli" az általunk kiadott parancsokat, és ezeket kötegeli egy makróba. A fent emlitett menü tulajdonképpen makrók sorozata, kiegészítve olyan lehetőségekkel, amelyeket általában a programozási nyelvek megengednek. A menü nem más, mint választási lehetőségek sorozata a képernyőn megjelenítve. Ma már követelmény legördülő menü és egér használatának biztosítása a felhasználó részére. A menüben való választás elindíthat egy


3-33


parancsot, egy operációs rendszer parancsot vagy egy újabb menüt. A menü jól elhatárolható részekből áll: az első rész megjeleníti a képernyőn a felhasználó választási lehetőségeit, a másik rész lehetővé teszi a választás végrehajtását. A makrónyelv működése lényegében azonos a magas szintű programozási nyelvek működésével. A makróban öszszefoglalt parancsokat, illetve a billentyűzeten adott válaszokat egy parancsértelmező feldolgozza, majd átalakítja a térinformatikai szoftver rendszerparancsaivá amelyek így végrehajtódnak.

makro

parancs-

GIS

program

értelmező

szoftver

A makrónyelv elemei szintén hasonlítanak a programnyelvek elemeihez, és a következőkben összefoglaljuk a jellemző nyelvi elemeket. Megjegyzések - a programban bárhol elhelyezhető szövegek, amelyeket a parancsértelmező nem hajt végre. Ezek főleg a programozónak hasznosak. Parancsok - a makrónyelv funkcionális részei, amelyek egy meghatározott műveletet hajtanak végre. Változók - a legtöbb parancs szimbolikus változókkal dolgozik, amelynek értéke a változó aktuális értékétől függ. A változó különböző típusú lehet: szöveg, egész szám, valós szám, vagy a fentiekből összeállított kifejezés. Rögzített változók - ezek akkor hasznosak, ha egy változónak csak néhány érvényes értéke lehet és ezt felkínálva a felhasználónak megkíméljük őt a rossz választástól. Lokális és globális változók - nagyméretű makróknál hasznos lehet, ha ugyanazt a változónevet több helyen használhatjuk anélkül, hogy zavarnák egymást (lokális változó), vagy ha


3-34


egy változó értéke használható mindenütt a makróban (globális változó). Érték átadása - ha egy program egy másik program eredményeit dolgozza fel, akkor lehetővé kell tenni az értékátadást. Futási kontroll - ezek olyan utasítások, amelyek a program további végrehajtását logikai döntéstől teszi függővé (pl. GOTO (címke) IF (logikai kifejezés)). Hurokképzés - egyes programrészek ismételt végrehajtását teszi lehetővé. A fentieken túl természetesen a makrónyelv fejlettségétől függően még nagyon sok funkció és kényelmi szolgáltatás képzelhető el. Általában elmondhatjuk, hogy a felhasználói interfész fejlesztése ciklikus feladat. Az első fázisban megtervezzük a rendszert, majd megírjuk a makrókat. Ezután kipróbáljuk az eredményt és első lépésben a programozás formai hibáit szüntetjük meg (szintaktikai ellenőrzés). Ekkor megmutatjuk a felhasználónak, ami után több - kevesebb áttervezés majd programozás és szintaktikai ellenőrzés következik. A folyamat végén aztán előáll a végleges felhasználói felület. A térképi megjelenítés A térképi (fizikai) megjelenítés kritikus pontja a GISnek. Ez az ami megmutatható. A felhasználó ezért fizet és ezt használja. Tudjuk, hogy még ugyanaz a végtermék is más benyomást kelt attól függően, hogy milyen rajzoló berendezésen nyomtattuk ki. FONTOSABB FOGALMAK térképtervezés

vizuális sorrend

térképkomponálás

ponttérképek

animáció

felhasználói felület

testre szabás

makrónyelv


3-35


ÖSSZEFOGLALÓ KÉRDÉSEK 1. Milyen alapelveket kell betartani a térképtervezés során ? 2. Mi a szerepe a különböző térképi elemek alkalmazásának? 3. Milyen szempontok szerint értékelhetünk egy felhasználói felületet ? 4. Melyek a térinformatikai térképi megjelenítés technikai eszközei ?


3-36

Végső Ferenc:Térinformatika Megjelenítés

Recommend Documents