Картографическая шутка от Шелдона Купера

Картографическая шутка от Шелдона Купера

В одной из серий «Теории большого взрыва» на Шелдоне футболка с принтом карты в проекции Миллера. Сцена настолько возмутительна, что сразу ощущаешь подвох. И не зря.

Для принта какую проекцию не возьми — все плохи. Либо Чукотка с Аляской в подмышки залезают, либо выглядит так, словно рисовали проекцией Штаба-Вернера. Невольно размышляешь о методе проецирования сферы на одежду, а лучше в обобщенном случае: на произвольную ограниченную плоскость.

Можно покрыть сферу и плоскость сеткой с равным количеством узлов, а затем увеличивать количество узлов до бесконечности как в методе Монте-Карло. Но это выглядит уродливо, модники нас не поймут.

Гораздо разумнее представить футболку как деформированную сферу и спроецировать одну поверхность на другую так, чтобы в разрывах рукавов, ворота и основания футболка сохраняла исходные значения. Это легко можно сделать если выразить исходную сферу как множество вещественных чисел, а сферу футболки как множество комплексных чисел. Тогда ткань футболки будет соответствовать подмножеству комплексных чисел с нулевой мнимой частью.

Шутка в том, что в разрывах майки находится Шелдон — персонаж с невырожденной мнимой частью, окруженный вещественным миром. Опять-же, трудный для понимания, лишний в обыденных расчетах, но в серьезных задачах незаменимый. Снимаю шляпу перед режиссером и костюмером.

Но главный секрет в том, что проекция Меркатора со всеми ее производными (включая проекцию Миллера) представляет собой деформированную сферу Римана, точка бесконечности которой равноудалена от остальных точек. Для двумерной сферы это возможно сделать лишь поместив точку бесконечности в центр шара, ограниченного исходной сферой.

Логично предположить, что для проекции трехмерной сферы потребуется дополнительное измерение. Проще говоря: у жителей пятимерного пространства-времени на бумажных картах реки текут и машинки ездят. Если, конечно допустить, что они картируют автомобили. Роль наблюдателя тоже придется игнорировать, но все-равно, я обожаю такой юмор.

Философия в OpenStreetMap

Философия в OpenStreetMap

Не парадокс Рассела, конечно, но посудите сами. Самое время презрительно плюнуть в меня с высокой колокольни. Ты же, дескать, что год назад говорил? «OpenStreetMap мертв». А он до сих пор живее живых. Я бы даже согласился, но плевать приходится лишь самому на себя. Отсюда возникает вопрос: кто прав?

Все показатели растут: больше пользователей, больше точек. Нет повода ворчать и распускать ложную критику. Примерно по такому закону распухают утопленники: сильно, неотвратимо, но в полной зависимости от окружающих условий. Что нового произошло в OSM за этот год? Какое изменение или событие опровергает пассивную инерционность проекта? Это при том, что судьба дважды дала уникальный шанс: из дома выходить нельзя, сериалы просмотрены, а игры надоели. Уходящий год мог запомниться тремя явлениями: курьерской доставкой, конференциями в зуме и OpenStreetMap. Зум и курьеры не подвели. OSM остался невозмутимым.

Из всех новостей года не возбуждает решительно ни одна. Обсуждения и те, словно скопированы из переписки трехлетней давности. Хотя даже рядовые события потрясают своей глубиной, стоит лишь хорошенько копнуть.

Для примера возьмем старый спор о тегировании воинских частей в его обобщенном виде: стоит ли наносить на карту объекты, информация о местоположении которых может привести к негативным последствиям? Насколько я знаю, первым этот холивар устроил Платон в своем «Мифе о пещере». Но главный спор развернулся двадцать два века спустя между представителями американской философской мысли: Липпманом и Дьюи.

Уолтер Липпман уверял, будто люди по своей природе идиоты, которым стоит показывать лишь избранные фрагменты информации. С некоторой натяжкой, современную ситуацию, при которой большинство людей видит на карте лишь то, что отображает рендер можно назвать неосознанным подходом по Липпману. Сюда же отходят убеждения о том, что рисовать на карте все подряд аналогично тому, как раздавать преступникам оружие.

Джон Дьюи сопротивлялся: люди не дураки, покажите все как есть и пусть сами разбираются. А ваш подход, мистер Липпман, есть лишь философское обоснование тоталитарных режимов. Любопытно, что факт отсутствия новостей об использовании OSM среди закладчиков и клиентов странным образом говорит о правоте обоих философов.

После европейских студенческих волнений подход Липпмана в медиаресурсах взял верх и преобладает до сих пор, что проявляется в акценте на ярких, но лишенных практической ценности социальных новостях. OpenStreetMap как медиа (а я настаиваю именно на этой трактовке) остается Дьюи-центричным. Но может ли быть OSM средством пропаганды и как особенности проекта влияют на общество — до сих пор загадка.

Лишь человек из пещеры видит в OpenStreetMap только набор геоданных. Можно даже перефразировать классику: джосм — это инструмент, с помощью которого картографы диктуют свою непреклонную, но вялую волю всему мировому сообществу. При этом сам проект скорее напоминает советский дом отдыха с душем Шарко. Если бы возникла потребность выбрать лицо проекта, лучшей кандидатурой был бы Брежнев.

«В упорной борьбе за количество домиков партия и народ правили сиськи-масиськи и добились выполнения поставленного плана». Спокойствие, уверенность и стабильность. Как на кладбище, только с надеждой на перспективы.

Диагональные связи

Диагональные связи

Чтобы оказаться понятым, сразу оговорюсь: ничего против необычных форм досуга я не имею, за исключением случаев, когда мне предлагают стать невольным соучастником. Одни устраивают семинары по уринотерапии, вторые в очередной раз бегут улавливать кремлевскую таблетку, третьи составляют открытую карту деревьев. Если в этом для вас источник удовольствия — пожалуйста. Но если речь идет о социальных, экономических или природоохранных изменениях, я позволю себе тонкий намек на перспективы.

Хрен вам, а не открытая карта деревьев. Не потому, что возникнут технические или организаторские проблемы. Это следствие. Причина в том, что социальные движения возглавляют речевые онанисты — люди, которые умеют общаться только с собой, в крайнем случае — с подобными себе. Сейчас это модно называть «горизонтальными связями». Дескать, в России они развиты плохо и это невероятная проблема. На самом деле — это невероятная чушь. Однако, прошу меня простить: критикуя горизонтальные связи, я не могу отказать себе в примере горизонтально устроенной больницы, но дважды упоминать в одном тексте сторонников уринотерапии совершенно бестактно.

Если оставаться в рамках модной терминологии, то следует говорить не о горизонтальных, не о вертикальных, а о диагональных связях в обществе. Всякое общественное начинание должно подкрепляться государственным и коммерческим интересом. Допустим, сделаете вы открытую карту деревьев, что дальше? Максимум пользы от нее — это постер на стенку и доклад на очередной конференции. Ни один чиновник на нее не взглянет. «Мы составили карту деревьев: вот эти надо вырубить, а вот тут новые посадить». Замечательно, только сперва получите согласование КГИОПа, ознакомьтесь с требованиями оформления порубочного билета, дайте расчет восстановительной стоимости и не забудьте приложить лицензии на право осуществления этой деятельности. А лучше не заморачивайтесь — дендроинвентаризацию по муниципалитетам проводят каждые десять лет, поэтому последняя или была недавно проведена, или вот-вот начнется.

Можно предположить, что карта будет полезна в коммерции, но нет. Для этого необходимо обеспечить полноту данных, гарантировать соблюдение методики и знать особенности коммерческих запросов. Конечно, проблемы решаемые, но ведь для этого надо уметь разговаривать. В миллион раз проще и полезнее обклацывать деревья в OpenStreetMap.

Что же делать? Во-первых, зайти на сайт госзакупок и посмотреть технические задания, в тексте которых упоминается фраза «инвентаризация древесной и кустарниковой растительности». Во-вторых, посмотреть сами отчеты и сопроводительную документацию.

Знаете деревья и хотите поработать в поле? Прекрасно. Открываете хедхантер и по запросу «дендролог» находите подходящие компании. Предложите полевые данные по рублю за дерево и вам разрешат публиковать результаты хоть на сайте порнхаба.

Более склонны к работе за компьютером? Тоже хорошо. Выкачивайте деревья из OSM, готовьте презентацию и добро пожаловать в кабинеты муниципальных служб по архитектуре, озеленению и охране окружающей среды. Только помните: ни слова о карте и деревьях. Никому не интересно, что вы предлагаете, главное чтобы чиновник не тратя бюджетных денег первым сделал работу, которая впечатлит начальство.

Ну и если уж вы совсем мизантроп, то займитесь тонкостями обмена данными между QGIS и автокадом. Составители дендрологических планов вас за это в ноги будут целовать. Да, это костылестроение, но раз уж хозяйственная деятельность в городе не может обойтись без программы для черчения болтов, значит хромать ей еще долго.

Коптер, панорамы в мапилари, схема тегирования в OSM, наполнение базы gps-треков в парках — кучу разных полезных дел можно придумать для любителей городских деревьев. Можно даже смотреть старые фильмы и сохранять скриншоты с видами улиц. Главное совсем в маразм не впадать, а то может дойти до того, что люди соберутся, посмотрят на деревья, а после никто из них даже JOSM не откроет. Тогда уж лучше сразу в пивную идти. Пользы гораздо больше, а связи образуются такие, что горизонтальнее не придумаешь.

ГИС-специалист на минималках

ГИС-специалист на минималках

На днях возник вопрос о минимальных знаниях для начинающего ГИС-специалиста. Не оцифровщика, для такой работы достаточно изучить назначение нескольких кнопок, а именно специалиста.

Начнем с базовых вещей. Необходимо понимание задач маткартографии с умением объяснить термины «система координат», «проекция» и «сфероид». Никто не требует знания формулы Молоденского или размеров большой полуоси, достаточно не бояться аббревиатуры EPSG и знать отличие между 4326 и 3857. Уметь на пальцах объяснить разницу между проекциями Меркатора и Гаусса-Крюгера.

Маткартографии должна сопутствовать общая компьютерная грамотность. Необходимо знать основные типы и форматы данных, отличать векторную графику от растровой, иметь представление о цветовых моделях, композитах и каналах. Знать организацию HTML, принцип работы каскадных таблиц и структуру си-образного кода. Желательно, что-бы человека не охватывал ступор при открытии командной строки.

Понятие «ГИС» можно разделить на четыре больших сегмента: настольные системы, веб-гис, дешифрирование и OSM. Человек должен иметь опыт создания и редактирования данных в QGIS, ArcGIS, в крайнем случае Mapinfo или Аксиоме. GRASS — это круто, но если человек разбирается только в нем и ни в чем больше, велика вероятность, что он психопат. Необходимо понимать роль атрибутивных таблиц, знать назначение калькулятора полей, уметь работать с инструментами геопроцессинга и выборки, уметь привязать растр, свободно импортировать и экспортировать данные и объяснить, в каком случае сохранять файл в геотиффе, а в каком в шейпе или геоджейсоне.

Для начала работы с веб-гис необходимо знать устройство растровых тайлов и отличие TMS от WMS. Собрать хотя-бы несколько проектов на лефлете и OpenLayers, пару часов поиграть с визуальным редактором мапбокса. Отдельным плюсом будет знакомство с тайлмилл и уж тем более с мапником.

С дешифрированием еще проще. Если человек свободно может рассказать про вегетационный индекс, большинство вопросов отпадает. Если он для конкретного примера может посоветовать что выбрать: Модис, Ландсат или Сентинель, да еще и знает, где их достать — совсем хорошо. Если знает различия между ЦММ и ЦМР — просто прекрасно, но годится и простое знание различий между ASTER и SRTM.

Знакомство с OSM можно было бы считать факультативным, если бы не два обстоятельства. Во-первых, до тех пор, пока человек не займется правками, ему на понятие лицензирования данных плевать. Во-вторых, без OpenStreetMap сейчас почти никуда. Королем джосма быть необязательно, но знать принцип тегирования объектов и специфику проекта необходимо.

Если очень постараться, то за месяц можно все освоить. Если старания не прикладывать, то хватит и недели. Все остальное либо наберется в процессе работы, либо вообще к сфере ГИС отношения не имеет (например, статистический анализ).

Самое главное, помнить о том, что работа ГИС-специалиста — историческое недоразумение. ГИС — лишь инструмент. То, что недавно казалось исключительной вотчиной геоинформатиков, сейчас переходит к сенсулятным программистам. А значит изучать все вышеназванное полезно в той же мере, что и знакомиться с бороной-суковаткой: в реальной работе применять странно, но для некоторых видов сексуальных извращений вполне подойдет.

АИС ГМВО

АИС ГМВО

Автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов — это сайт на котором вы можете получить данные по расходам рек и уровням воды на гидропостах. Невероятно крутой ресурс, если бы не два «но».

Во-первых, он сделан для людей у которых орган человечности давно обмяк. Канцелярит служит первейшим симптомом такой болезни. Уверен, что никто из пользователей, разработчиков или заказчиков этой системы не использует в разговоре официальное название. Как можно, вернувшись домой, гордо заявить о том, что последние месяцы был занят на работе созданием гээмвэо?

Отвращение на сайте вызывает решительно все. От верстки, до аббревиатур. Ведь можно написать нечто вроде «Кому этот сайт полезен?», но написали иначе: «Заинтересованные ФОИВ». Оказывается, «ФОИВ» — это федеральные органы исполнительной власти, четыре слова, из которых нормальные человек не понимает ни одно. Разработчики явно забыли добавить кнопку перевода на русский язык.

Во-вторых, данные на сайте доступны только с 2008 года. За остальным — добро пожаловать в библиотеку Гидрологического института. Хотя туда без разрешения все-равно не попасть. На днях звучала громкая новость о разработке нейросетевой модели для прогнозирования паводков. Дескать, паводки — это большая проблема. На самом деле, большая проблема в том, что с помощью одной спички можно уничтожить сотню лет гидрографических наблюдений.

Конечно, я сгущаю краски, но принципиально ситуация от этого не меняется. Кого бы я не встречал, он оказывается знающим адекватным специалистом. Но все вместе как система — полное ГМВО.

Пунктир на карте

Пунктир на карте

Прежде чем использовать на карте прерывистую линию, стоит лишний раз подумать. Во-первых, это создает лишний шум, и без явной необходимости лучше пунктир не применять. Во-вторых, если без него не обойтись, то делать это необходимо с умом.

Лучше всего пунктир подходит для объектов с неявным существованием, например пересыхающих рек. Одни и те же объекты в зависимости от карты могут быть как явными, так и неявными, поэтому выбор пунктира (впрочем, и других условных знаков) привязан не к объекту, а к карте. Например, на политической карте государственные границы — совершенно явный объект, показывать их пунктиром глупо. Единственное исключение — спорные и неустановленные границы. Напротив, на физической карте, границ государств может вообще не быть. В этом случае, если наполнение карты позволяет, границы можно изобразить прерывистыми линиями.

Второй важный момент: всякая линия на карте говорит о двух вещах: где расположены точки перегиба и какая между ними связность. Если вы используете пунктирную линию, не теряйте точки перегиба. Часто разрыв пунктирной линии приходится именно на них — ситуация совершенно недопустимая. Лучше уж немного изменить длину штрихов или расстояние между ними.

Картографическое общение

Картографическое общение

Иногда карта — лишь инструмент, вроде молотка или болгарки, а иногда элемент общения. В последнем случае, у карты всегда есть контекст, выдающий истинный смысл послания и работать с ним надо уметь.

Для примера возьмем карту на обратной этикетке бутылки краснодарского вина. Претензий по качеству исполнения много. Тут и плохая генерализация, и лишние данные, и плохая работа с гидрографией, и жуткое размещение подписей. Про отсутствие разрывов линий можно даже не вспоминать.

Но это все технические моменты. Мы же говорим про текст и контекст. Текст прост: виноград выращен на широте Бордо. Контекст же просит: купите наше вино, ведь оно не хуже французского. Можно подумать, качество напитка определяется лишь местом произрастания винограда. С тем же успехом я могу выгнать брагу и картографически доказывать ее превосходство над большинством немецких вин.

Контекст редко осознается людьми, но всегда ощущается. Если краснодарское вино не хуже французского, то лучше все-таки взять французское. Всякая позиция «не хуже, чем» ущербна и заявляет о вторичности. Скажу даже категоричнее: всякая сравнительная оценка подразумевает превосходство эталона. Забывать об этом невероятно глупо. Феминистки, например, однажды забыли, а теперь лозунг «Женщина — тоже человек» вызывает у любого образованного человека насмешку.

Но главный юмор в том, что краснодарское вино действительно ничем не хуже. А если оставаться в рамках вменяемых цен, то даже лучше. Виноделы молодцы: постарались и получили хороший напиток. Но пригласили маркетолога, фантазия которого перечеркнула половину работы. А в конце дали свободу криворукому картографу. Он поработал и от оставшейся половины результата вообще ничего не осталось.

Общение тоже разновидность инструмента. Если возникает идея нарисовать карту, не лишне спросить себя: «Что я хочу этой картой сказать?». Может окажется, что говорить вообще не следует.

Перколяция в роутинге

Оказывается, если ложиться спать не после рассвета, а в семь вечера, то просыпаться в пять утра значительно легче. А еще, оказывается, что среди докладов и статей о картографии, почти не упоминается теория перколяции. Но если о первом можно догадаться, хотя-бы теоретически, причины второго мне совершенно не ясны.

Теория перколяции занимается вопросами перетекания субстанций разной природы по разветвленной сети каналов. Например, она отвечает на вопрос о минимальном количестве заблокированных участков дорог, при котором построение маршрута из восточной части города в западную становится невозможным. Или, в случае картографии, помогает оценить зависимость качества роутинга от связности графа дорог.

Никогда не поверю, что на развитии алгоритма Дейкстры все остановилось. В чем причина? В иной терминологии? В специфике задач? Или может, реальность такова, что любая разновидность модели Шкловского — де Жена оказывается бесполезной? Даже если так, все-равно кого-то должна была соблазнить идея рассматривать построение связного графа в качестве фазового перехода.

Тема безгранична для теории и практики картографов-урбанистов. Особенно, если представить дорожную сеть как набор ламинарных и хаотических участков. Введя ограничение на максимальную протяженность маршрута, вы получите области в которых небольшое отклонение от маршрута ведет к невозможности его завершения. Значит можно рассчитать размерность Хаусдорфа-Безиковича для фазового пространства дорожной сети. Я только не понимаю, что такая размерность будет означать и как ее рассчитывать. Но это все-равно интереснее инструкции по установке графхоппера.

Картография первого

По неведомой причине, с ростом технологичности деградирует мастерство. Если это не так, то почему людей до сих пор восхищают старинные шедевры живописи, музыки и архитектуры? Почему до сих пор в театрах играют Шекспира? Почему памятник тетке с отбитыми руками не пылится на складе?

Возьмем картографию, да не абы какую, а ту, что демонстрирует первый канал. Это в случае OpenStreetMap можно кивать на хендмейд, но едва ли у кого-то есть сомнения в том, что бывший ОРТ может нанять в штат самых крутых картографов. Но включаем недавний сюжет про Карабах и что мы видим?

Во-первых, невнятная проекция, которая не демонстрирует ничего, кроме заявления картографа: «А я еще вот так могу». Во-вторых, избыток данных. Ну ладно, допустим горы еще можно принять, хотя отмывка выглядит как грязные пятна на карте. Но для какой цели в разговоре о бомбежках Степанакерта демонстрировать рельеф дна Каспийского моря?

Подписи размещены максимально неудачно. «Грузия» царапает Южную Осетию. Сама Южная Осетия не подписана. «Иран» следовало сместить ниже, «Турцию» левее. Уже это позволило бы разгрузить карту и показать масштаб. Названия стран наклонены, поэтому для отличия картограф сделал названия городов прямыми. Но «Нагорный Карабах» тоже прямой и снабжен стрелкой, словно город. Зато «Нахичевань» наклонена. Не ясно: речь о городе Нахичевани или Нахичеванской Автономной Республике. О том, что часть «Нахичевани» расположена на территории Ирана можно отдельную политическую программу делать.

Все надписи выполнены заглавными буквами, но это какая-то традиционная фишка новостной картографии еще с лохматых годов. Видимо есть технологические причины. Но что произошло со стрелками Баку и Еревана? Почему одна вверх, вторая вниз? Почему одна на условном знаке города, вторая под ним? Почему стилистика городов одинакова, да еще и напоминает гидронимы? Почему Россия выделена так вяло?

Откуда в Азербайджане армянский анклав, а в Армении черный провал? И уж совсем непонятно, почему в одних местах Азербайджан показан более азербайджанистым, чем в других. И что произошло с северной границей Нагорного Карабаха? Одни вопросы. Хорошо, что мы живем в деликатное время. В иные века войну бы начали уже из-за одного вида этой карты.

Я почти уверен, что связь между мастерством и технологиями сложная. Настанет еще время новых мастеров своего дела. Но пока лучше радио слушать.

Эклектика в картографии

Согласен, что Остап Юрского — это классика, но картографам предлагаю смотреть «Двенадцать стульев» более позднего времени, где Бендера играет Миронов. Именно в этом фильме карта убедительно раскрывает важный, но неочевидный потенциал.

Карта необходима для ориентации в пространстве, но большое заблуждение измерять пространство только в геометрических метриках. Бывает временное пространство (привет изобретателю кругов пешей доступности), денежное, рисковое, какое угодно. Даже эмоциональное.

Пространство «Двенадцати стульев» абсолютно вымышленное. В нем на фоне привычного мира происходит невероятный фарс и карта на первых же минутах это наглядно демонстрирует. На знакомой позднесоветской топографической карте «в стиле ГенШтаба» надписи выполнены итальянским шрифтом. Этот шрифт в первой половине двадцатого века использовали для афиш, вывесок и заголовков газет. Встретить его на карте, да еще в подписях топонимов можно лишь в работе очень саркастичного картографа.

Глядя на карту, даже без пристального изучения, видишь три главных элемента: невероятность происходящего, отсылка к старине и знакомая брежневская реальность. Прошлое, настоящее и объединяющий их фарс — вот главные координаты, которые описывают пространство карты, фильма и жизни.

Кто-то возразит: на карте есть север и юг, значит широта и долгота. Соглашусь. Но главная цель их наличия — усилить достоверность происходящего. Роль географических координат на этой карте ничуть не выше чем у родника или кладбища. В привычном мире есть север, юг и карты с зелеными лесами и синими реками.

Карта способна донести не только географическую, но и любую другую информацию. «Двенадцать стульев» — прекрасный тому пример. Во времена контроля и цензуры никто не произнес ни одного слова, но все прекрасно поняли о чем именно идет речь.