Сегодня все больше и больше говорят о необходимости и
возможности применения компьютерного картографирования в самых различных
областях науки, в том числе и в истории. Возможностями геоинформационных систем
интересуются практически все исследователи, изучающие самые различные
исторические эпохи. Методике создания и использования компьютерных исторических
карт посвящают свои страницы авторитетные научные издания, в том числе журнал
Международной Ассоциации "History & Computing". Этим
же сюжетам IAHC посвятила специальный международный семинар, прошедший в мае
1994 г. во Флоренции, материалы которого представляют определенный
"срез" развития исторического компьютерного картографирования. У
нас подобные работы только начинают появляться. Цель
настоящей статьи - поставить основные проблемы введения сравнительно нового
инструментария в научно- исследовательскую лабораторию историка.
История: события во времени и пространстве
Исторические явления и процессы происходят не только во
времени, но и в пространстве, все исторические объекты имеют ту или иную пространственную
локализацию. Это место можно отметить на карте, осуществив таким образом его
географическую привязку и получив представление о его нахождении в системе
пространственных координат; без этого нельзя получить четкого и ясного представления
о соотношении различных территорий, невозможно не только произвести новое
знание, но даже воспринять учебную информацию.
Пространственные модели для изучения прошлого, получившие
на Западе в последние годы широкое распространение, во многом обязаны своим
развитием технологическим возможностям визуализации пространства, в котором
происходили те или иные исторические события. Такие модели позволяют весьма
доказательно ответить на вопросы об основных факторах заселения той или иной
территории, закономерностях возникновения населенных пунктов в различные
исторические эпохи, соотношениях и взаимной обусловленности географических,
экономических, военных и прочих причин, обусловивших движение населения и т.д. Эти
модели могут быть реализованы как на макро- (страны, континенты), так и на
микроуровне, вплоть до совсем небольших регионов. И основным способом
представления этих моделей, безусловно, является карта.
Отсюда - невозможность историка любого уровня обойтись без
карты. Применение карт позволяет более наглядно представить исследуемые исторические
процессы, а также выявить определенные закономерности и тенденции, получить
новое историческое знание. Появление компьютерных технологий высокого уровня
привело к формированию компьютерного картографирования, на возможности которого
в последние годы исследователями обращается все большее внимание. Следствием
этого и стало складывание новой ветви прикладной исторической информатики -
исторической компьютерной картографии.
Компьютерные исторические карты: роскошь или
необходимость?
Действительно, создание и использование исторических
компьютерных карт является одним из сравнительно новых приложений информатики в
исторической науке. Всего лишь несколько лет назад возможность создать с
помощью компьютера свою карту выглядела для исследователя-историка довольно
проблематичной, так как не существовало достаточно хороших технических средств,
разработанных методик, да и вообще представлений о способах, средствах и целях
компьютерного картографирования для историков. Сегодня положение в этой области
меняется самым кардинальным образом. И дело здесь не только в том, что историки
в значительно большей степени, чем раньше, имеют доступ к продвинутой технике.
Разработка исторических карт на компьютере продолжает являться делом довольно
сложным и дорогостоящим. Для этого необходимы высокопроизводительный компьютер
с высококачественным монитором; дигитайзер, являющийся средством ввода
картографической информации; лазерные или струйные принтеры высокого класса для
вывода карт на печать. Понятно, что далеко не каждый член нашего сообщества
может себе это позволить. Но появилось понимание целей и задач этой области
исторической информатики, представление о том, что компьютерное
картографирование - вовсе не роскошь, а средство передвижения в сторону того
минимального набора методик и технологий, своего рода жизнеобеспечивающей
"потребительской корзины" исторической информатики, без которого
просто невозможно идти дальше. На то, что овладение методами компьютерного
картографирования является необходимым условием работы, ясно указывает
зарубежный опыт в этой области.
Какие карты можно создавать на компьютере?
Компьютерная карта по своей сложности может варьировать от
простой схемы или плана до высокоточного изображения, выполненного в определенной
проекции и снабженного координатной сеткой. Вместе с тем компьютерную карту
можно редактировать, совершенствовать, создавая варианты одной и той же карты,
либо что-то принципиально новое. Наиболее продвинутые компьютерные карты,
созданные на геоинформационных системах, состоят из географических файлов и
наборов баз данных и позволяют очень быстро отразить любые запросы
пользователя, связанные буквально с нюансами визуализации и познания
исторической действительности. Это не просто вопрос рациональной организации
информации, это вопрос моделирования исторических процессов в пространстве и
времени.
По целям создания и возможностям представления материала
исторические компьютерные карты условно можно разделить на два основных типа:
исследовательские и иллюстративные. Грань между ними представляется достаточно
четкой: если карты первого типа являются инструментом создания нового знания,
то карты второго типа служат преимущественно способом представления имеющихся
данных.
Собственно говоря, употребляя термин "карта"
применительно к прикладной исторической информатике, мы имеем в виду две
принципиально разных вещи. С одной стороны, можно получить изображение карты с
бумажного оригинала, используя, например, сканер. Переведя файл изображения в
формат какого-либо графического редактора, мы можем превратить исходную
географическую карту в историческую, отразив на ней все данные, которые
необходимы в данном случае, а потом результат нашей работы снова напечатать на
бумаге. Это довольно эффективный путь создания картографических иллюстраций тех
или иных моментов исследования, без которых в научных публикациях бывает
обойтись довольно трудно. Разумеется, уровень точности этих карт определяется
поставленной целью, главной их задачей становится не приведение финальной
продукции в полное соответствие с географическим оригиналом, а адекватность ее
представленным материалам и информативность для читателя в плане визуализации
исходных данных.
Но есть и другой путь, при котором в компьютере хранится
не собственно изображение, а набор файлов с координатами отдельных точек карты,
которые за несколько секунд могут быть превращены в линии и очертания,
связанные с различными географическими объектами. Именно с этим направлением
связан основной путь развития компьютерной картографии, поскольку подобные
карты в отличие от изображений обладают структурными свойствами, что позволяет
накапливать, обрабатывать, представлять и визуализировать информацию.
Исследовательские карты связаны, как правило, с крупными
научными проектами, где производство компьютерных карт является главной или одной
из основных целей исследования. С помощью таких карт можно не просто
визуализировать исторические процессы, протекающие в соответствующих
пространстве и времени, но и выявить новые закономерности и тенденции
демографического, экономического, социального, культурного развития. Можно
сказать, что карты здесь используются не для того, чтобы проиллюстрировать
данные, а для того, чтобы создать и хранить их.
Исследовательская компьютерная карта представляет собой
набор файлов данных, которые могут быть превращены во множество разных изображений;
кроме того, современные технические средства позволяют показывать исторические
процессы в динамике непосредственно на экране. По существу мы имеем дело с
аналитической картой, дающей широкие возможности для пространственно-временного
исторического исследования. Здесь возможности компьютера проявляются особенно
рельефно и ярко.
Программное обеспечение
В соответствии с целями и задачами создания карты
выбирается необходимое программное обеспечение, не в последнюю очередь
зависящее от финансовых возможностей, которые может позволить себе то или иное
исследовательское учреждение или конкретный исследователь. Наиболее дорогие
картографические пакеты стоят свыше 10 тысяч долларов. Цена зависит от
возможностей той или иной программы.
Обычно все программное обеспечение, связанное с
компьютерным картографированием, делят на три основные группы: коммерческие
геоинформационные системы, картографические программы и "рисующие" программы.
Из первой группы наиболее известны Atlas*GIS и ARC/INFO,
которые предоставляют исследователям поистине неограниченные возможности в
производстве карт. Пакеты этой группы так же, как и программы второй группы,
картографические системы, поддерживают работу с дигитайзером, но, в отличие от
последних, позволяют иметь встроенные базы данных и работать со значительно
большим числом проекций. Геоинформационные системы позволяют использовать и
готовые карты различных стран и регионов, имеющиеся на компьютерном рынке.
Одной из наиболее известных является карта мира с аббревиатурой DCW (the
Digital Chart of the World).
Следует отметить, что за последние годы на нашем рынке программного обеспечения
появилось значительное число картографических пакетов разного уровня и
функционального назначения, в том числе и отечественного производства,
разобраться в многообразии которого совсем не просто.
Для задач же визуализации результатов и создания
иллюстративного материала, решаемых основной массой историков, вполне можно
обойтись программами третьей группы, например, достаточно распространенным у
нас пакетом CorelDraw. В этом случае обеспечивается высокое качество исполнения;
с точки зрения оформления конечный результат бывает иногда даже более
качественный, нежели при использовании самых продвинутых геоинформационных
систем.
Настоящие карты, выполняющие исследовательские функции,
можно создать посредством ГИС (геоинформационных систем), позволяющих выполнять
сложные запросы к данным, в результате чего на одном и том же материале можно
создавать большое число карт, зависящих от потребностей исследователей и целей
работы. Atlas*GIS, обладающий огромными возможностями и позволяющий создавать
практически бесконечное количество карт, используя географические координатные
файлы и базы данных, является наиболее популярным продуктом в Европе среди
создателей исторических компьютерных карт. На его основе выполняются многие
исследовательские проекты.
Создаем компьютерную карту
Каковы же основные этапы в создании карты с использованием
геоинформационных систем?
Вначале с помощью дигитайзера и компьютера создается
карта-основа (используя бумажную географическую карту). Технически этот процесс
довольно сложен, поскольку нам надо не просто перенести в компьютер "картинку",
похожую на настоящую карту, а совместить компьютерную карту с соответствующей
ей проекцией. При развертке земной поверхности на плоскость приходится
допускать некоторые искажения, изображать сферическую поверхность в
определенной проекции. В зависимости от способа проецирования различают
цилиндрические и конические проекции, которые, в свою очередь, подразделяются
на массу вариантов. Совместить компьютерную карту с соответствующей ей
проекцией, а также установить соответствие всех точек карты тем географическим
координатам, на которых они находятся - одна из наиболее сложных задач для
исследователя, занимающегося компьютерным картографированием. Для достижения
этой цели существует два способа. Если бумажная карта, используемая в качестве
основы для компьютерной, хорошо описана, есть подробные данные о проекции, в
которой она выполнена, можно сразу выбрать соответствующую проекцию в программе
и уже в этом режиме работать с дигитайзером. Но на практике чаще используют другой
способ, считающийся более удобным. Он заключается в том, что на исходной
бумажной карте выбирается нулевая точка, от которой строится система
прямоугольных координат. Выбираются еще три любые точки, а затем определяются
их координаты в созданной нами системе. После того, как мы сообщим компьютеру
эти координаты и "прощелкнем" все четыре точки дигитайзером, машина
считает, насколько велика ошибка соответствия наших координат и самой карты.
Если ошибка мала, можно продолжать работу с дигитайзером, создавая координатный
географический файл и "надевая" на нашу карту соответствующую ей
проекцию (Рис. 1). Последнее действие является одним из наиболее трудных, когда
дело касается оригиналов исторических карт с плохо описанными проекциями.
В настоящее время работа с дигитайзером
("оцифровывание" оригинала) не является обязательным этапом создания
компьютерной карты, поскольку существующее программное обеспечение позволяет
"оцифровывать" сканированную карту, т.е. ее изображение и получать на
выходе координаты всех необходимых точек.
Географический файл в компьютере формируется путем
последовательного создания нескольких слоев различного содержания: административные
границы (внешние и внутренние) и береговая линия, водная система, пути
сообщения, населенные пункты и т.д. Существует возможность вывести затем каждый
слой на экран отдельно. Таким образом мы можем увидеть все слои, а можем только
те, которые нам нужны в данный момент (Рис. 2). Можно также ввести и другую
информацию (например, все без исключения населенные пункты какой-либо
административной единицы), а в зависимости от режима просмотра выводить на
экран всю информацию или только ее часть. После изготовления основной карты
(географической), с ней соединяется подготовленная в любой СУБД или электронных
таблицах база данных, например, с информацией о плотности населения на
различных территориях в определенные годы. Если каждый уровень плотности
населения обозначить на карте определенным цветом, то на основе одной карты
можно проследить процесс заселения тех или иных территорий, перемещение
населения и т.д. в любой исторический период, для которого имеется необходимая
статистическая информация. На основании тех или иных запросов на карту можно выводить,
например, населенные пункты с определенной заданной характеристикой. Следует
еще раз подчеркнуть, что мы можем создавать на одних и тех же данных
практически бесконечное множество карт, редактировать их и при необходимости
выводить на печать.
Прогноз на будущее
Как известно, прогнозирование будущего - дело довольно
неблагодарное, но, думается, автор практически не рискует, предсказывая резкое
увеличение в ближайшее время числа работ, связанных с представленной в статье
темой. Интуитивно чувствуется, что мы находимся на пороге некоего
"GIS-взрыва". Наверное, масштабы этого будущего взрыва не потрясут
устои исторической информатики до основания, но, по крайней мере, сделают
взгляд историка на прошлое и настоящее более "объемным" и
достоверным.
|
