جنرالیزاسیون (تعمیم) یا جنرالیزه کردن، موضوعی قدیمی در كارتوگرافی است و از سال 1950 مقالات بیشماری در مجلات جغرافیایی و كارتوگرافی در خصوص این فن ظریف به چاپ رسیده است. این موضوع با پیشرفت تحقیقات و تكنولوژی در سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) اهمیت روزافزونی یافته است.
هر چند الگوریتمهایی در زمینه ساده كردن خطوط نقشه تهیه شده است، اما انجام جنرالیزاسیون تمام اتوماتیك (Fully Automatic) در سراسر نقشه با مشكلات زیادی همراه خواهد بود. این امر به خاطر شرایط گوناگون و ارتباطات پیچیده ای است كه در بین عوارض در دنیای واقعی وجود دارد.
تلاش برای یافتن تعریف جنرالیزاسیون نیز كار دشواری است. یكی از محققان به نام Keats در سال 1991 اذعان نمود: ” در واقع در عباراتی كه برای شرح فرآیند جنرالیزاسیون بكار میروند، اتفاق نظر وجود ندارد”، به عبارتی هر تعریفی روی یك جنبه تاكید خاص داشته یا مربوط به سلیقه های شخصی است. تقریباً تمام كارتوگرافهای تحصیلكرده و مجرب معتقدند كه انجام جنرالیزاسیون، نیازمند مهارت، تجربه و دانش كافی است.
بنابر این مهم است كه بدانیم، كی؟ كجا؟ و چگونه؟ عمل جنرالیزه را انجام دهیم. هر عمل اشتباه در حین جنرالیزاسیون میتواند به اصل نقشه لطمه وارد سازد و در نتیجه استفاده كننده را گمراه نماید.
در واقع جنرالیزاسیون فرآیندی مستمر در جهت ساده كردن و هماهنگ نمودن محتویات نقشه است. به علت تجربی بودن، تئوریهای زیادی برای مشخص كردن فرایند جنرالیزه در كارتوگرافی وجود ندارد. هر چند محققین بسیاری نتایج مهمی را در این خصوص به ارمغان آورده اند. جنرالیزه در واقع صرفاً یك فرآیند علمی نمیباشد بلكه وابسته به مهارتهای هنری بالایی است.
چرا میبایست نقشه ها را جنرالیزه كنیم؟
مطالعه دنیای واقعی با بیشمار عارضه طبیعی و مصنوعی كه ارتباطات ضمنی و پیچیدهای با هم دارند، عملاً یا امكانپذیر نیست یا با دشواریهای بسیار زیادی همراه میباشد. بدین منظور ناچار به مدلسازی دنیای واقعی خواهید بود. نقشه مدلی از دنیای واقعی است. چرا كه با توجه به مقیاس عوارض محدودی از یك ناحیه خاص انتخاب شده و با ابعادی كوچكتر و به صورتی ساده تر، در نقشه بازنمایی میگردند. با توجه به اینكه انتخاب عارضه، خلاصه سازی و ساده كردن از اجزای جنرالیزه به حساب می آیند، بنابراین در یك بیان كلی در فرآیند تهیه هر نقشه ای، به نوعی عمل جنرالیزه انجام میشود.
از سوی دیگر در هنگام تألیف نقشه ای با مقیاس كوچكتر از نقشه های موجود، یكی از دلایلی كه عمل جنرالیزه را امری ضروری میسازد افزایش تراكم محتوای نقشه بر اثر كاهش مقیاس است. نمایش عوارض سطح زمین در مقیاسهای بزرگتر با واقعیت تطابق بیشتری دارد و در صورت كاهش مساحت برگ نقشه، تراكم محتوی نقشه افزایش می یابد. در نتیجه باید از محتوی نقشه كاسته شود كه این مهم توسط عمل جنرالیزاسیون صورت میپذیرد.
مفهوم جنرالیزاسیون
جنرالیزاسیون یا تعمیم به مفهوم رسیدن از طبقات اطلاعات پائینتر به سطوح اطلاعات بالاتر است. به طوری كه در كلاسهای پائینتر جزئیات بیشتری از اطلاعات قابل دسترسی بوده و هر چه به كلاسهای بالاتر صعود میكنید از میزان جزئیات كاسته شده و به اطلاعات كلی تری دست خواهید یافت.
به عنوان مثال در نقشه های توپوگرافی 1:25000، اگر پوشش گیاهی شامل عوارض سطحی باغ، بیشه، تاكستان، جنگل، چایكاری، چمنزار، درختكاری، زراعت، شالیزار، مرتع، نخلستان و بوته زار باشد، در مقیاس 1:100000 پوشش گیاهی با عوارض عمومی تر باغ و درختكاری، جنگل و بیشه، مرتع و چمن، زمینهای زراعی و بوته زار تعریف میگردد.
با این نوع نگرش، میتوان گفت كه Generalization در مقابل كلمه Specialization قرار میگیرد.
مراحل جنرالیزاسیون
مراحل جنرالیزاسیون تابع عوامل متعددی است كه از آنجمله میتوان به مقیاس نقشه، موضوع نقشه، اهمیت عارضه در منطقه و همچنین شرایط نقشه خوانی اشاره نمود. جنرالیزاسیون به دو مرحله كلی مفهومی و گرافیكی تقسیم میشود.
1- جنرالیزه مفهومی
جنرالیزه مفهومی، موضوعاتی نظیر انتخاب عوارض، تعیین روش و درجه جنرالیزه را شامل میگردد. جنرالیزه مفهومی در واقع همان فاز تصمیم گیری و برنامه ریزی منطقی است كه به صورت پیشنیاز جنرالیزه گرافیكی میباشد.
در این مرحله عوارضی كه لازم است جنرالیزه شوند، انتخاب میگردند. همچنین اولویت این عوارض از لحاظ ثبات یا جنرالیزه تعیین میشود. انتخاب كردن عبارتست از حفظ قسمتی از عوارض در نقشه تألیفی كه نشان دادن آنها در رابطه با موضوع و مقیاس نقشه میباشد.
به عنوان مثال در یك نقشه بزرگ مقیاس تمام انشعابات یا شاخه های اصلی و فرعی یك شبكه آبی نشان داده میشود. زیرا این عوارض قسمتی از توپوگرافی سطح زمین بوده و مقیاس نقشه نیز این امكان را میدهد كه عوارض با جزئیاتشان نمایش داده شوند. ولی با كوچك شدن مقیاس نقشه، دیگر امكان نمایش تمام شاخه های اصلی و فرعی شبكه آب وجود ندارد. در این صورت لازم است كه در خصوص حذف شاخه های فرعی و حفظ شاخه های اصلی تصمیمگیری گردد.
تعیین تقدم و تأخر عوارض از لحاظ جنرالیزه موضوع دیگری است كه در این مرحله میبایست روشن شود. به عبارت ساده تر اگر دو عارضه در كنار هم قرار بگیرند، كدام عارضه مثلاً از نظر جابجایی دارای تقدم بیشتری خواهد بود. به عنوان مثال رودخانه از جمله عوارضی است كه از ثبات زیادی برخوردار است. چرا كه پس از تبدیل به مقیاس كوچكتر حذف نمیشود و جابجایی نیز ندارد.
اتخاذ تصمیم در مورد درجه جنرالیزاسیون به این معنی است كه عوارض میبایست تا چه میزانی جنرالیزه شوند. بدیهی است كه درجه جنرالیزه به مقیاس و دقت نقشه وابسته بوده و تا حدی مجاز است كه به خصوصیات و شكل منطقه لطمه ای وارد نشود.
2- جنرالیزه گرافیکی
مرحله گرافیكی جنرالیزاسیون همان اجرای عملیات مختلف جنرالیزاسیون روی نقشه است. حذف، ساده كردن، تركیب، اغراق و جابجایی عملیات جنرالیزه را تشكیل میدهند. انجام هر یك از این عملیات بر اساس ماهیت عوارض و با توجه به اصول و قوانین جنرالیزاسیون صورت میپذیرد.
عملیات جنرالیزاسیون
عملیات جنرالیزاسیون به سه دسته بازفشردگی (Re-pressing)، تأكید (Emphasize) و سازگاری منطقی (Logical Consistency) تقسیم میگردند. عملیات حذف، ساده كردن و تركیب در دسته بازفشردگی، عمل اغراق در گروه تأكید و عمل جابجایی در دسته سازگاری منطقی قرار میگیرند.
1- حذف
به هنگام كوچك شدن مقیاس نقشه و به علت كافی نبودن فضای خالی امكان نمایش همه عوارض وجود ندارد، لذا با انتخاب صحیح، برخی از عوارض را حذف مینمائیم. به عنوان مثال زمانی كه یك ردیف منزل میان دو خیابان قرار گرفته باشند زمانی كه مقیاس كاهش می یابد، امكان نمایش تك تك آنها وجود نخواهد داشت لذا تعدادی از آنها حذف خواهند شد. البته به گونه ای كه خصوصیت مسكونی بودن منطقه حفظ گردد.
2- ساده كردن
این مورد بیشتر روی خطوط انجام میشود. از بین بردن تضاریس در منحنی میزانها، نوار ساحلی و یا كم كردن قوس های جاده امكان نمایش بهتر این عوارض را در نقشه هایی كه مقیاسشان كوچكتر شده، فراهم میكند.
3- تركیب
تركیب عبارتست از ادغام عوارض همگون. مثلاً در یك نقشه بزرگ مقیاس چند منطقه جنگلی مجاور را میتوان با محدوده دقیق نشان داد. ولی در یك نقشه كوچك مقیاس این نواحی با هم ادغام شده و به صورت یك منطقه جنگلی یكپارچه نشان داده میشود. البته تركیب عوارض همگون به وسعت عارضه و فاصله میان اجزای آن بستگی دارد.
گاه تغییر مقیاس و تركیب عوارض در مفهوم عوارض و طبقه بندی آنها اثر میگذارد. به طور مثال در نقشه بزرگ مقیاس ساختمانها را میتوان با اشكال مربع یا مستطیل نمایش داد. در نقشه متوسط مقیاس ممكن است محل ساختمان را بتوان با نقطه مشخص نمود ولی در نقشه كوچك مقیاس چنین امكانی وجود ندارد. در چنین مواردی اگر ساختمانها بهم نزدیك باشند، منطقه وسیعی را میتوان با علامت سطح نشان داد. این علامت دیگر نمایش دهنده حدود یك ساختمان نیست بلكه حدود یك منطقه مسكونی را مشخص میسازد. بنابر این تركیب عوارض موجب تغییر محل، مفهوم و طبقه بندی عوارض نیز میگردد.
4- اغراق
گاهی عوارض در اثر كوچك شدن مقیاس خوانایی و اهمیت خود را از دست میدهند. لذا با بزرگنمائی باز هم این عوارض ویژگی خود را از لحاظ اهمیت حفظ خواهند كرد. به عبارت دیگر در برخی موارد در هنگام جنرالیزاسیون لازم است تعدادی از عوارض را به دلیل اهمیتشان بزرگتر از مقیاس حقیقی نشان داد. این عمل را در اصطلاح اغراق میگویند.
به طور كلی علائم كارتوگرافی نباید از حد معینی كوچكتر باشند زیرا كوچك بودن علائم نه تنها رؤیت آنها را (به ویژه در میان سایر اطلاعات نقشه) دشوار میسازد، بلكه موجب تقلیل اهمیت عوارض نیز میگردد. در نقشه های كوچك مقیاس غالباً در نمایش علائم اغراق میگردد.
5- جابجائی
در اثر اغراق، حدود عوارض روی نقشه به مناطق مجاور گسترش می یابد. اگر علائم پراكنده و دور از هم باشند اغراق برای نمایش عوارض كافی خواهد بود. ولی اگر چند عارضه از این قبیل در كنار هم قرار گیرند، جابجایی عوارض نیز لازم است. در واقع برای اینكه نمایش عوارض روی نقشه با وضعیت عوارض در دنیای واقعی به طور منطقی سازگار شود، عملیات جابجایی ضرورت مییابد.
باید توجه داشت كه بعضی از عوارض مثل عوارض هیدروگرافی (رودخانه، كانال و …) جابجا نمیشوند.
>> نكات مهم در جنرالیزاسیون
در فرآیند جنرالیزاسیون میبایست دقت گردد كه ویژگیهای منطقه حفظ شود. به عنوان مثال در نظر بگیرید كه در یك منطقه آبرفتی تعداد زیادی رودخانه و دریاچه های كوچك قرار دارد. این عوارض كوچك و متعدد قسمتی از ویژگیهای ناحیه بوده و بر سایر عوارض از قبیل راههای ارتباطی، مناطق مسكونی و غیره اثر میگذارد. از سوی دیگر حجم آب این منطقه ممكن است از منطقه دیگری كه دارای تعداد معدودی دریاچه و رودخانه بزرگ است، بیشتر باشد. لذا اگر جنرالیزه بدون در نظر گرفتن عوامل مذكور و صرفاً بر اساس عامل اندازه انجام شود، میتواند به نمایش غیر واقعی خصوصیات منطقه منجر گردد.
در جنرالیزاسیون لازم است شكل واقعی عارضه نیز حفظ شود. مثلاً ساده كردن یك عارضه خطی میتواند تغییراتی را در محل دقیق و شكل آن بوجود آورد. رودخانه ای را در نظر بگیرید كه دارای پیچ و خمهای بسیاری است. با كاهش مقیاس نمیتوان تمام تضاریسی كه بیانگر خصوصیت و فرم این عارضه میباشد را حذف نمود. به طور كلی عوارض نامنظم بیش از عوارض منظم ساده میشوند.
از دیگر نكاتی كه باید در هنگام جنرالیزه (به خصوص تركیب) به آن توجه نمود. همگون بودن عوارض است. تنها عوارضی كه در خصوصیات كلی وجه اشتراك دارند میتوانند با هم تركیب شوند. مثلاً تركیب چند ساختمان مجاور و حذف فضاهای خالی امكانپذیر است ولی چند جزیره كوچك را نمیتوان به صورت یك جزیره بزرگتر نشان داد چون آب و خشكی دو عارضه همگون نیستند.
حفظ تعادل و هماهنگی نیز از اصولی است كه باید در جنرالیزه رعایت شود. به خاطر ارتباطی كه در بین عوارض توپوگرافی وجود دارد، جنرالیزه عوارض باید به گونه ای باشد كه هماهنگی میان عوارض از بین نرود. به عبارت ساده تر جنرالیزه كردن عارضه ای، بیش از سایر عوارض، اشتباه است.
به طور مثال ارتباط نزدیكی میان وضع ناهمواریهای منطقه و شبكه آب وجود دارد. بنابر این ساده كردن رودخانه ها باید در ارتباط با وضع پستی و بلندیها باشد.