1. ПОНЯТИЕ ЗА СТАТИСТИЧЕСКА ГРАФИКА. ЕЛЕМЕНТИ НА СТАТИСТИЧЕСКА ГРАФИКА

Съвременната наука не може да си представим без използването на графики. Те са се превърнали в средство за научно обобщение.

Изразителността, яснотата, сбитостта, гъвкавостта и видимостта на графичните изображения ги направиха незаменими в изследователската работа и в международните сравнения и сравнения на социално-икономически явления.

Техниката за съставяне на статистически графики се споменава за първи път в работата на английския икономист У. Плейфеър "Търговски и политически атлас", публикувана през 1786 г. и която бележи началото на развитието на техники за графично изобразяване на статистически данни.

Тълкуване на графичния метод като особена знакова система – изкуствена жестомимичен език- се свързва с развитието на семиотиката, науката за знаците и знаковите системи.

Знакът в семиотиката служи като символичен израз на определени явления, свойства или отношения.

Знаковите системи, съществуващи в семиотиката, обикновено се разделят на нелингвистични и лингвистични.

Нелингвистичните знакови системи дават представа за явленията от света около нас (например скалата на измервателния уред, височината на живачната колона в термометър и др.).

Езиковите знакови системи изпълняват сигнални функции, както и задачи за сравняване на набори от явления и техния анализ. Характерно е, че в тези системи комбинацията от знаци придобива смисъл само когато тяхната комбинация се извършва по определени правила.

В езиковите знакови системи се прави разлика между естествени и изкуствени системи от знаци или езици.

От гледна точка на семиотиката човешката реч, изразена със знаци-букви, представлява естествен език.

Изкуствените езикови системи се използват в различни области на живота и технологиите. Те включват системи от математически и химически символи, алгоритмични езици, графики и др.

Без да изключваме естествения език, изкуствените или символните езици опростяват представянето специални въпросиопределена област на знанието.

Така статистическата графика е чертеж, в който статистическите агрегати, характеризиращи се с определени показатели, са описани с помощта на конвенционални геометрични изображения или знаци. Представянето на таблични данни под формата на графика прави по-силно впечатление от числата, позволява ви да разберете по-добре резултатите от статистическото наблюдение, да ги интерпретирате правилно, значително улеснява разбирането на статистическия материал, прави го визуален и достъпен. Това обаче не означава, че графиките са само илюстративни. Те предоставят нови знания за предмета на изследване, като са метод за обобщаване на оригиналната информация.

Значението на графичния метод при анализиране и обобщаване на данни е голямо. Графичното представяне, на първо място, позволява да се контролира надеждността на статистическите показатели, тъй като, представени на графика, те по-ясно показват съществуващите неточности, свързани или с наличието на грешки в наблюдението, или със същността на изследваното явление. . С помощта на графично изображение е възможно да се изследват моделите на развитие на дадено явление и да се установят съществуващи връзки. Простото сравнение на данни не винаги дава възможност да се разбере наличието на причинно-следствени зависимости, в същото време тяхното графично представяне помага да се идентифицират причинно-следствените връзки, особено в случай на установяване на първоначални хипотези, които след това подлежат на по-нататъшно развитие. Графиките се използват широко и за изследване на структурата на явленията, техните промени във времето и местоположението им в пространството. Те показват по-ясно сравнените характеристики и ясно показват основните тенденции на развитие и връзки, присъщи на изследваното явление или процес.

При изграждането на графично изображение трябва да се спазват редица изисквания. На първо място, графиката трябва да бъде доста визуална, тъй като целият смисъл на графичното представяне като метод за анализ е ясно да изобразява статистически показатели. Освен това графикът трябва да бъде изразителен, разбираем и разбираем. За да отговори на горните изисквания, всеки график трябва да включва редица основни елементи:

графично изображение; графично поле;

пространствени препратки; насоки за мащаба; обяснение на графика.

Нека разгледаме по-подробно всеки от тези елементи. Графичното изображение (основата на графиката) са геометрични знаци, т.е. набор от точки, линии, фигури, с помощта на които се изобразяват статистически показатели. Важно е да изберете правилното графично изображение, което трябва да съответства на предназначението на графиката и да допринесе за най-голяма изразителност на изобразените статистически данни. Графични са само онези изображения, при които свойствата на геометричните знаци - форма, големина на линиите, разположение на частите - са от съществено значение за изразяване на съдържанието на изобразените статистически величини, като всяка промяна в изразеното съдържание съответства на промяна в графичния образ. .

Графичното поле е частта от равнината, където са разположени графичните изображения. Полето на графиката има определени размери, които зависят от предназначението му.

Пространствените референтни точки на графиката са зададени под формата на система от координатни мрежи. Необходима е координатна система за поставяне на геометрични знаци в полето на графиката. Най-разпространена е правоъгълната координатна система (фиг. 5.18). За конструиране на статистически графики обикновено се използват само първият и понякога първият и четвъртият квадрат. В практиката на графичното представяне се използват и полярни координати. Те са необходими за визуално представяне на цикличното движение във времето. В полярната координатна система (фиг. 1) един от лъчите, обикновено десният хоризонтален, се приема за координатна ос, спрямо която се определя ъгълът на лъча.

Втората координата е разстоянието му от центъра на мрежата, наречено радиус. В радиалните графики лъчите представляват моменти във времето, а кръговете представляват величината на изследваното явление. На статистическите карти пространствените ориентири се определят чрез контурна решетка (контури на реки, брегови линии на морета и океани, граници на държави) и определят териториите, за които се отнасят статистическите стойности.

Референтните точки на скалата на статистическата графика се определят от скалата и системата от скали. Мащабът на статистическата графика е мярка за превръщането на числова стойност в графична.

Скалата е линия, чиито отделни точки могат да се четат като конкретни числа. Мащабът е от голямо значение в графиката и включва три елемента: линия (или носител на мащаба), определен брой точки, отбелязани с тирета, които са разположени върху носителя на мащаба в определен ред, и цифрово обозначение на числа, съответстващи на отделни маркирани точки. По правило не всички маркирани точки са снабдени с цифрово обозначение, а само някои от тях, разположени в определен ред. Според правилата числовата стойност трябва да бъде поставена точно срещу съответните точки, а не между тях (фиг. 2).

Ориз. 2. Числови интервали

Носачът на везната може да бъде или права, или извита линия. Затова се прави разлика между линейни скали (например милиметрова линийка) и криволинейни скали - дъгови и кръгови (циферблат на часовник).

Графичните и цифровите интервали могат да бъдат равни или не равни. Ако по цялата дължина на скалата равни графични интервали съответстват на равни цифрови интервали, такава скала се нарича равномерна. Когато еднакви цифрови интервали съответстват на неравни графични интервали и обратно, скалата се нарича неравномерна.

Мащабът на еднаква скала е дължината на сегмент (графичен интервал), взета като единица и измерена в някаква мярка. Колкото по-малка е скалата (фиг. 5.3), толкова по-плътно точките с еднаква стойност са разположени върху скалата. Да се ​​построи скала означава да се поставят точки върху дадена скала и да се обозначат със съответните числа според условията на задачата.

По правило мащабът се определя чрез приблизителна оценка на възможната дължина на скалата и нейните граници. Например в поле от 20 клетки трябва да изградите скала от 0 до 850. Тъй като 850 не се дели на 20, закръгляме числото 850 до най-близкото удобно число, в в такъв случай 1000 (1000: 20 = 50), т.е. в една клетка има 50, а в две клетки има 100; следователно скалата е 100 в две клетки.

Ориз. 3. Мащаб.

От неравномерно най-голямо разпространениеима логаритмична скала. Методът на неговото конструиране е малко по-различен, тъй като в този мащаб сегментите са пропорционални не на изобразените количества, а на техните логаритми. И така, в основата 10 1d1 = O-1d1 = 0 = 1; 1d100 = 2 и т.н. (фиг. 4).

Последният елемент от графиката е експликацията. Всяка графика трябва да има словесно описание на нейното съдържание. Той включва името на графиката, което е кратка формапредава съдържанието му; надписи по скалните ленти и обяснения за отделните части на графиката.

2. КЛАСИФИКАЦИЯ НА ВИДОВЕ ГРАФИКИ

Има много видове графични изображения (фиг. 5.5; 5.6). Тяхната класификация се основава на редица характеристики: а) методът на изграждане на графично изображение; б) геометрични знаци, изобразяващи статистически показатели; в) проблеми, решени с помощта на графични изображения.

Ориз. 5. Класификация на статистическите графики според формата на графичното изображение

Въз основа на метода на конструиране статистическите графики се делят на диаграми и статистически карти.

Страница 1

Графично изображение (основата на графиката са геометрични знаци, т.е. набор от точки, линии, фигури, с помощта на които се изобразяват статистически показатели. Освен това всяка промяна в индикатора съответства на промяна в графичното изображение.

Графики, създадени от информация, въведена в компютър. Има много варианти на компютърна графика, които се определят както от използваната технология, така и от необходимите ефекти. Повечето графики, създадени с помощта на компютър, могат да бъдат направени от художник, но ако компютърът има подходящия софтуер, работата може да бъде извършена много по-бързо от художник. Получените изображения са лесни за манипулиране и винаги могат да бъдат направени промени в тях. В допълнение, компютърната технология осигурява много визуални ефекти, които могат да се използват многократно, докато се постигне желаният резултат.

Графиките предават идеите по-бързо и по-ясно от текста или компютърните разпечатки. В научни или инженерни приложения графичното представяне помага да се наблюдават тенденции, да се идентифицират сложни взаимодействащи си фактори и улеснява сравнението на данни. По този начин използването на графики улеснява анализирането на информация. На персонален компютър на IBM (или еквивалентен), оборудван с графичен дисплей и подходяща адаптерна карта, можете да създавате графични дизайни бързо и лесно.

Графичните изображения на контролните символи нямат нищо общо с основните им функции, но програмистите на MS-DOS доста често използват тези изображения, за допълнителна регистрациявашите текстови изображения, показани на екрана. Например символ 26 изглежда като стрелка - на екрана, а символ 27 (Esc) изглежда като стрелка - и за програмиста е трудно да устои на изкушението да направи картината си по-изразителна.

Графичното изображение на областта на промяна в състава на еднокомпонентна система е точка, двоична система е линия, тройна система е равнина, а система, състояща се от четири компонента, изисква триизмерно пространство. Графичното представяне на многокомпонентни системи е ограничено до използването на множество диаграми, за всяка от които са фиксирани няколко променливи.

Графичното изображение на областта на промяна в състава на еднокомпонентна система е точка, двоична система е линия, тройна система е равнина, а система, състояща се от четири компонента, изисква триизмерно пространство.

Чрез графично изображение проблемът осветява по-ясно, което цифровите изображения на ситуацията не дават. Възприемането на графична илюстрация от човек се случва в холистична форма. В този случай вниманието на човек е насочено предимно към отклонения от нормалната ситуация.

Задайте графичното изображение на курсора, hotx, hoty - координатите на горещата точка (т.е. координатите на тази точка от изображението на курсора ще бъдат върнати във функциите Ms get b, Hs get B Release) спрямо изображението на курсора.

Спиралата като графичен образ, геометричен модел действа като аналог на термина социална приемственост, който отразява диалектическото единство на прекъсване и непрекъснатост, относителна идентичност и разлика, генетична връзка на последователни процеси. Когато спиралата се определя от формулата връщане към предполагаемото старо, повторение на старото на различно ниво, тогава ние говорим за, по същество, е за процес на развитие, при който обновяването и остаряването са само частични.

Мусулин предложи просто и полезно графично представяне на уравнение (8.15), показано на фиг. 8.3. Правилен - квадрат, съответстващ на молекула или ануленов йон, се вписва в кръг с радиус, равен на 2, така че един от върховете / iT - на квадрата лежи на радиус на разстояние от хоризонталния диаметър. Разстоянието от него до нивата на пресичане на кръга с върховете на LG-gon определя, съгласно уравнение (8.15), стойностите на неговите корени.

Според естеството на графичното изображение графиките се разделят на точкови, линейни, равнинни (стълбови, почасови, квадратни, кръгли, секторни, къдрави) и обемни.

В набор от графични изображения байтовете, които съставят едно изображение, се записват като последователност от три групи от 24 байта, които кодират съответно горния, средния и долния ред точки.

Графичен методе метод за конвенционални изображения, използващи линии, точки, геометрични фигури и други символи.

Основните елементи на графиката са графично поле, графично изображение, мащаб, мащабна лента, обяснение на графиката:

• Графично поле— пространството, върху което са поставени графичните символи.
• Графични изображения- формират основата на графика. Геометричните знаци се използват като графични символи.
• Мащабе мярка за преобразуване на числена стойност в графична.
• Мащабна лента- линия със скални маркировки и техните цифрови стойности, приложени към нея. Скалите могат да бъдат равномерни и неравномерни (логаритмични скали), праволинейни и криволинейни (кръгови).
• Обяснение на графиката— обяснения на съдържанието на графиката, свързани с нейното заглавие и мерни единици.

Видове диаграми

Графичните изображения, а именно графики и диаграми, също се използват широко в икономическия анализ. Графики -Това е изображение в определен мащаб, базирано на използването на геометрични методи. Графиките много добре илюстрират текстовата част на аналитичните бележки. Графиките представят развитието или състоянието на икономическия феномен, който се изучава в обобщена форма и позволяват визуален преглед на тенденциите и моделите, предоставени от информацията на анализатора, изразени под формата на числени данни. Графиките най-често се появяват под формата на диаграми.

Според метода на конструиране на графиките те се разделят на статистически карти.

Вижте още:

Статистически карти

Статистически картипредставляват вид графични изображения върху схематична (контурна) карта на статистически данни, характеризиращи нивото или степента на разпространение на явление или процес на определена територия. Има картограми и картодиаграми.

Картограма — Това е схематична (контурна) карта или план на област, на която сравнителната интензивност на всеки показател в рамките на всяка единица от териториално деление, нанесена на картата, е показана чрез засенчване с различна плътност, точки или цветове (например гъстота на населението по държави , автономна република, област; разпределение на респондентите по гласове за различни партии и др.). От своя страна картограмите се делят на фонови и точкови.

IN фонови картограмищриховка с различна плътност или оцветяване с различна степен на наситеност показват интензитета на всеки индикатор в рамките на териториална единица.

IN точкови картограминивото на дадено явление се изобразява с помощта на точки, разположени в определени териториални единици. Точка представлява една или повече единици от населението, за да се покаже на географска карта плътността или честотата на поява на определена характеристика.

Картографски диаграмие комбинация от диаграма и контурна карта (план) на местността. Геометричните символи, използвани в диаграмите на картата (колони, кръгове, квадрати и т.н.), са разположени по цялата карта. Те не само дават представа за стойността на изследвания показател в различни територии, но и изобразяват пространственото разпределение на изследвания показател.

Ю. Р. Уокмен

[имейл защитен]

Ю. Н. Книга

Международен изследователски и обучителен център на ЮНЕСКО за информационни технологии
и системи на Националната академия на науките на Украйна и Министерството на образованието и науката на Украйна

[имейл защитен]

Ключови думи:диалог, компютърна лингвистика, приложна семиотика, графично изображение, компютърна графика, когнитивна графика, графичен интерфейс, проучвателен анализ на данни, представяне на знания, откриване на знания.

Авторите по никакъв начин не претендират за цялостно изследване на такова многозначно и сложно понятие. Анализът на концепцията за графично изображение (GI) беше предприет с цел нетрадиционни, по-изразителни средства за представянето му в компютърните технологии и с фокус върху изграждането, в бъдеще, на смятането на GI. Графичното изображение се интерпретира като модел на показвания обект. Разгледани са: принципи на класификация на гражданската защита; отношения между ГО (с помощта на апарата на хомоморфизмите и хомеоморфизма); принципи на идентифициране и обосновка (съответстващи предметни области) на графемни речници; анализ на процедури, правила, концепции за изграждане на различни организации за гражданска защита; операции за синтез на различни видове GO.

1. Въведение

Нека веднага да отбележим, че авторите по никакъв начин не претендират за цялостно изследване на такова многозначно и сложно понятие. В речниците открихме много негови синоними и „квазисиноними“: лице, изглед, отражение, външен вид, дисплей, проба, метафора, модел, скица, актьорски състав, копие, изображениеи т.н. Има много понятия, извлечени от тази дума: по този начин, подходящ, трансформация, образование, образован, въображение, пример, разнообразие, съответствиеи така нататък.

В много отношения процесът на анализиране на концепции се определя от целите на предприетите изследвания и тяхното по-нататъшно използване. Целта на този анализ е търсенето на нетрадиционни средства и методи за графично представяне на данни за (и с помощта на) компютърни технологии за изучаване на сложни структури, явления и процеси. Затова според авторите най-адекватната интерпретация е „ изображение"Как" модели " Нека разгледаме концепцията за изображение от тази гледна точка.

1) Подобно на „модела“, „изображението“ винаги има „прототип“ (първоначални данни).

2) Всяко изображение, като модел, се изгражда с определена цел.

3) Всяко изображение (и модел) винаги има автор, така че изображението е субективно.

4) Моделите могат да бъдат математически, алгоритмични, аналитични, вербални и др. Изображенията могат да бъдат художествени, графични, звукови и др.

5) Те обаче може да имат малко общо помежду си.

6) Изображението е следствие от процеса на показване на изходните данни (модела също).

7) Въз основа на едни и същи първоначални данни можете да изградите много изображения, точно както много модели за един обект.

8) При конструирането на изображения вниманието се фокусира върху значимите аспекти на показвания обект. Както при моделирането, изображението е някаква абстракция на оригиналния обект.

9) Едно изображение като обобщение съответства на няколко прототипа (модели също).

10) Изображението в резултат на показване на прототипа (подобно на модела) значително зависи от методите и средствата за неговия синтез. Тези методи и инструменти не само определят (както при моделирането) формата на представяне на изображението, но и възможностите за неговия анализ.

11) Що се отнася до модела, във връзка с изображението, първо възникват два въпроса: „ Какъв образ?" И " Изображение на какво?».

Графичните изображения се обсъждат тук. Определението за „графика“ може да се намери в много речници. Тук се позоваваме на следното: изображения, картини, снимки, видео изображения (статични и динамични), диаграми, рисунки, диаграми, графикии така нататък. Като работна дефиниция ще приемем следната дефиниция.

ДЕФИНИЦИЯ 1. Ще разгледаме графично информацията, представена с графични методи и средства.

В бъдеще ще бъде разработена многокритериална класификация, систематизация и формализиране на графичните методи и инструменти, а след това и GO. Надяваме се също така да изградим формален апарат за смятането на GO, който трябва да включва операциите на разпознаване, синтез, „добавяне“ (суперпозиция, суперпозиция и т.н.), анализ на изображения.

2. Връзки между графични изображения и прототипи

Нека подчертаем два свята: графични изображения и техните прототипи.

Прототипите могат да имат различни представяния: табличен, аналитичен, алгоритмичен.Ние се интересуваме най-вече от прототипите на тези класове. Имайте предвид, че таблиците могат да бъдат многоизмерни (например хиперкубове в хранилища за данни). Могат да бъдат свързани и в мрежова структура. В по-малка степен можем да работим с глаголен(естествен език) представяния. И ние не знаем как да изградим GO въз основа на представяния на оригиналните „в главата“. Въпреки това, различни графични системи предоставят средства за „директен“ синтез на GO (без преобразуване на този прототип в някакъв междинен формат).

Обобщена диаграма на връзката между GO и неговите прототипи е представена на фиг. 1. В бъдеще се предлага по-подробна класификация на първоначалните GO данни. Така например е необходимо отделно да се разгледат носителите, на които се съхраняват прототипите: магнитни, „хартия“, „в главата“ и др. След това трябва да въведете формите и форматите на изходните данни. След това въведете концепцията за дискретно, непрекъснато, дискретно-непрекъснато GO.

Не всички връзки между прототипите в момента са осъществими. Всички отношения в триадата се разглеждат " таблично представяне – аналитично–ОТИВАМ" Останалите връзки все още трябва да бъдат проучени; препоръчително е GO да се разглежда като прототип, т.к. е възможно да се изгради нов графичен образ на базата на друг (или други - обобщение) GO.

Освен това са възможни множество трансформации: „ прототип 1 ® прототип 2 ® прототип 3 ® … ® ТЪРВИ 1® ТЪРВИ 2® … " Също така е полезно да се вземе предвид отношението „ ОТИВАМ ® изображение“, където е резултатът от GO трансформацията- резултатът от неговия анализ, може би в аналитична форма. По този начин можем да говорим за известна рекурсивност на тази структура. Следните свойства на връзката са съвсем очевидни: прототип ® изображение».

1) Въз основа на един прототип можете да изградите няколко различни GO (връзка: 1 ® Н).

2) За различни прототипи е възможно да се синтезира един GO (отношение: н ® 1).

Ориз. 1.Връзки между GO и неговите прототипи

Тук е полезно да разгледаме категориите " хомоморфизъм" И " хомеоморфизъм».

Хомоморфизъмпредполага запазване на „закодираните” в изходните данни взаимоотношения във връзките между съответните компоненти на гражданската защита. Хомоморфизмът ще ни помогне да определим „подобни“ (според някои критерии) прототипи спрямо даден GO и, обратно, „подобни“ GO за един прототип. Не по-малък интерес представлява идентифицирането на нехомоморфни GO, конструирани въз основа на едни и същи изходни данни.

Както е известно, картографирането Наречен хомеоморфен, ако е, първо, едно към едно и, второ, взаимно непрекъснато, т.е. не само самото картографиране f - 1 непрекъснато, но също и обратното преобразуване f - 1 непрекъснато. С други думи, две GO хомеоморфен(топологично еквивалентни), ако единият от тях може да се получи от другия чрез огъване и разтягане (компресиране) на последния, без да се счупи. Теорията на графите (по-специално теорията на решетките) е част от топологията, тъй като върховете нямат свойството да бъдат позиционирани в пространството и топологията на графа е връзката на ръбовете.

Имайте предвид, че много структури на бази данни, схеми в CASE технологиите и т.н. ние често подлагаме не само на афинни, но и на хомеоморфни трансформации, за да улесним тяхното тълкуване. Всъщност именно тези функции се осигуряват от съответния инструментален софтуер и информационни системи. Но тук бих искал да разширя понятието хомеоморфизъм. Така например „пространствеността“ на фиг. 1, в по-голяма степен, е почит към модата. Ако „премахнем дебелината на блоковете (обектите)“, информационното съдържание на GO няма да се промени. В този смисъл можем да говорим и за „ хомеоморфизъм» съответстващи изображения.

Сега нека разгледаме един нетрадиционен подход към класификацията на GO.

3. Графични изображения на опозиционни скали

За да се анализират видовете гражданска защита и тяхната класификация, се предлага да се конструират седем опозиционни скали:

• « специфичен–абстрактно» ( S KA),
• « традиционен–оригинален» ( S TO),
• « обективен–субективен» ( S OS),
• « други-на себе си» ( S DS),
• « логично–метафоричен» ( S LM),
• « информативен–когнитивен» ( S IR),
• « формално–неформално» ( S FN).

Последната скала ( S FN) ще разгледаме в следващия раздел, отделно.

• Мащаб S KAизмерва се нивото на абстракция на DL спрямо показания обект. Тук имаме предвид обект като всякакви първоначални данни, моделирани с помощта на DL. Така десният край на скалата съответства на кръгове на Ойлер, диаграми на Вен и др.
• Мащаб S TOописва степента на традиционност на използваните средства за гражданска защита, например символи. Да, до левия край S TOсъответстват на машиностроителни чертежи, картографски видеоклипове, изображения на конструкции химични съединения, пътни знаци и др.
• Мащаб S OSмоделира нивото на обективност на атрибутите на обекта и техните взаимоотношения, показани в DL. Например, препоръчително е да поставите питограмите на Зенкин в десния край, а снимките и телевизионните материали - вляво.
• През везни S DSописва графичното изображение като средство за комуникация. Левият край на тази скала е „в съседство“ с различни илюстративни материали на лекции, доклади, монографии и др., А отдясно има графики, например аналитични зависимости на моделите на функциониране на изследваните процеси, хистограми на честотното разпределение и т.н.
• Мащаб S LMизмерва се нивото на метафоричност на използваните трансформации на изходните данни в DL. Тази скала е описана в. Тук просто отбелязваме, че най-десните разделения S LMсъответстват на ГО, процеси и явления, показани в тях. Интересно е да поставите иконите на системата WINDOWS в тази скала.
• Съдържанието във всеки GO е мотивирано от информативния и когнитивния компонент. През везни S IRпредлага се техните нива да бъдат отразени във всеки клас GO. Например, различни мнемонични диаграми на всякакви единици са по-скоро предназначени да предадат информация за тяхната структура (устройство) и работа (ляв край S IR), а синтезът на дълбоки математически модели в изследователския дизайн (RD) на сложни обекти по-често се използва за изучаване (познаване) на съответните процеси (десен ръб S IR).

На фиг. Фигура 2 показва диаграми на шестте описани скали. Те не са ортогонални. Например ГО, които са предназначени за анализ от „други специалисти“ (леви деления на скалата S DS) трябва да включва по-общоприети ( S TO), обективен ( S OS) мнемоника, по-често се използват като средство за получаване на информация ( S IR). Фигурата показва два условни примера за GO в тези мащаби: GO 1 - снимка ( външен вид), например кораб; GO 2 - питограми на А.А. Зенкина. По принцип левите ръбове на скалите са по-съвместими със свойствата на информативните GO, а десните ръбове са по-съвместими със свойствата на когнитивните.

В терминологията на D.A. скала на Поспелов S KA, S TO, S OS, S DS, S LM, S IR, S FNможе да се счита " сиво“, т.е. на левия край на всяка скала се присвоява оценка (1; 0), дясно - (0; 1), и всяка друга дивизия - резултат ( х; г), където 0 < х< 1, 0 < y < 1; в този случай конвенционално се приема, че г = 1 - х. И след това, например, снимка на сложен обект (виж фиг. 2): 95% - „бетон“ GO (5% абстракт); с 90% - традиционен вид GO, използван в IP; 95% - обективно; 70% - предназначени за анализ от други специалисти (но можете сами да „изучите“ съответните дизайнерски решения - 30%); метафората не се използва в този тип ГО - 0%; фотографските материали се използват най-вече за предаване на информация (70%), но могат да се използват и за получаване на някакъв вид знания (30%), например саботажни материали.

Ориз. 2. Скали за класифициране на графични изображения

4. Скала “формално-неформално”.

мащаб S FNразглеждаме я по-подробно (спрямо други скали), не само поради нейната важност, но и поради по-дълбоката й „разработка“. На фиг. Фигура 3 показва условното разпределение на някои GO класове по скалата S FN.

1. Естествено, "най-формалните" графични изображения са графики на аналитични зависимости.

ДЕФИНИЦИЯ 2.Най-общата дефиниция на графиката на функция може да бъде написана като формула:

Като дефинираме графиката на функция като набор от двойки, всяка от които се състои от стойност на аргумент и стойност на функция, съответстваща на тази стойност на аргумента, ние освободихме концепцията за графика от всичко произволно. В това абстрактно разбиране всяка функция има една графика.

В училище бяхме свикнали да рисуваме графики на функции f(реална променлива) е множеството от тези точки П(х, г) числова равнина, чиито координати x и y удовлетворяват равенството г = f (х).

Ето защо е препоръчително да се въведе понятието числова равнина.

ДЕФИНИЦИЯ 3. Числовата равнина е множеството от всички двойки реални числа.

Числовата равнина се означава с Р 2. По дефиниция може да се напише символично.

Ориз. 3. Условно представяне на скалата S FN

По този начин, изобразяване на две цифрови оси (линейни) координатни системи на дъска, лист хартия или екран на дисплея xOy, ние всъщност „трансформираме“ съответния обект (дъска, лист, екран и т.н.) в числовата равнина. На един лист (екран) могат да бъдат представени няколко цифрови равнини.

Естествено, вместо самолет Р 2 можем да разгледаме наклонена координатна система, полярна система (r, j) и т.н. Но във всеки случай, за да представим GO, винаги имаме работа само с равнина (екран на дисплея, лист хартия и т.н.)

1. „По-малко“ формална структура са геометричните форми. Това се дължи на факта, че вече не сме „обвързани“ с координатната система. От геометрията е известно следното определение.

ДЕФИНИЦИЯ 4. Геометрична фигура F (или просто фигура) е всяко непразно множество от точки.

Това определение „има“ много предимства.

Първо, то по никакъв начин не ограничава разглежданите класове фигури (точки, прави, графики, графики, повърхнини, тела и др.). Както се очаква, тези ограничения се въвеждат при дефиниране на специфични класове геометрични (или графични) обекти.

Второ, с тази дефиниция можем да оперираме с обекти (сега фигури!) с всякакви измерения и в пространства с произволен брой измерения.

трето, геометричните фигури могат да имат много различни структури, а не само формални. Например изображения на маса, дърво, кола и др.

Четвърто, за да опишем връзките между точките, които образуват фигурата, можем да използваме голямо разнообразие от формални (математически и „не съвсем“) и неформални средства. Например алгебра, математически анализ, теория на графите, логика, семиотика и др. И тези устройства ще ни осигурят подходящите методи, средства и технологии.

Пето(може би най-важното), това определение на геометрична фигура е пряко в съответствие с определението, прието в теорията на множествата. А това означава, че можем до голяма степен да включим целия мощен арсенал от методи и средства на тази наука, разработен до момента в синтеза и анализа на геометричните фигури.

Така например права линия, равнина или триизмерно пространство могат да се разглеждат като фигури, състоящи се от всички точки, които им принадлежат.

1. Зад геометричните фигури, от наша гледна точка, на скалата S FNРазположени са графични структури на GO (по-специално решетки). Тези изображения вече не са „обвързани“ с координатни системи.
2. Това, което следва, очевидно е „ Диаграми на Вен" И " кръгове на Ойлер"(за представяне на връзки между множества). Имайте предвид, че първите са „по-официални“ от вторите.
3. Обърнете внимание, че понастоящем се използват много стандарти при конструирането на машинни инженерни чертежи. Следователно можем да говорим за тези рисунки като за формализирани обекти до известна степен.
4. При синтезирането на GO представяния на различни структури, схеми (бази данни, информационни потоци, софтуер и информационни системи, CASE технологии и др.), Стандартите в момента не се използват толкова широко.
5. Методите и средствата за представяне на мнемонични диаграми на различни системи и устройства са още по-малко унифицирани.
6. Графичните изображения, формирани с помощта на техническата графика, са само до известна степен систематизирани. Тяхната стандартизация и унификация явно ще се извърши в бъдеще.
7. Пиктограми („икони“ и други символи), използвани в различни системи(например в WINDOWS) почти не са стандартизирани. Те могат да се считат за „неформални“.
8. Естествено, произведенията на живописта (от различни жанрове) като GO е трудно да се разглеждат като формални структури.
9. А абстрактната живопис, от гледна точка на авторите, изобщо няма формални свойства.

Очевидно са възможни и други тълкувания на скалата S FNс различно разпределение на видовете гражданска защита и като цяло различна класификация на гражданската защита от гледна точка на нивото техните формалности.

5. Визуален език

Ако смисълът на текста се разкрива с думи, тогава визуалните образи „говорят“ на езика на формите. Въпреки че основата на изображението е „прототипът“, обаче, това, което GO предава каквизуалното послание зависи повече от комуникативната цел, както и от формата, която въплъщава тази визуална идея. Във всеки диалог изказването зависи до известна степен от възможностите и ограниченията на езика. Изразителните възможности и границите на визуалния език са решаващите фактори, които определят каква информация и как може да бъде предадена с помощта на DL.

5.1. Графемни речници

При изграждането на GO е необходимо преди всичко да знаем какви структурни елементи имаме на разположение, какви са техните изразителни възможности и ограничения. Вече най-много общ анализпоказва, че при синтеза на почти всеки GO се използват следните шест вида елементи: точки; линии; плоски форми; тон; цвят; текстура.

Тези елементи образуват графемни речници.

ДЕФИНИЦИЯ 5. Под графема разбираме (елементарна неделима) графична форма (конструкция).

Могат да се вземат предвид поне три графемни речника:

Основен(1);

Проблемно ориентиран (2);

Графемни конструкции (3).

ДЕФИНИЦИЯ 6. Под графемна конструкция се разбира графична форма, изградена от основни, проблемно ориентирани и/или графични конструкции.

Така и трите речника са взаимосвързани. Последният речник (3) е с рекурсивна структура.

За да се изгради структура на графема, е необходимо да се ограничи съвкупността от нейните компоненти и да се установят отношения на съседство, последователност, включване и еквивалентност между тях. Възможно е да се разграничат графични структури от различни нива, например в приложение към естествения език: букви (1-во ниво), думи (2-ро ниво), изречения (3-то ниво) и др.

Да дадем примери.

1. Точка, линия, плоска фигура, цвят, тон, текстура са елементи от основния речник на графемите.
2. Букви, препинателни знаци, цифри, специални символи - проблемно-ориентиран речник на графемите на естествения език.
3. Означения на ноти, персонал, високи и басови ключове, паузи, бемоли, диези и др. - проблемно-ориентиран речник за запис (и възпроизвеждане) на музикални произведения.
4. Наименования химически елементи, цифри, специални знаци ("=», « + “), числата образуват речник на записите на графемите химични формулии реакции.

Ако въведете повече редове и се ограничите до буквите C, H, O, тогава можете да създадете речник на графемите, за да изобразите структурните формули на органичната химия.

1. Стрелки (различни видове), правоъгълници, диаманти и др. графемни конструкции на естествен език - проблемно-ориентиран речник на графемите за представяне на блокови диаграми на алгоритъм, структури на база данни, диаграми на потока от данни (в CASE технологиите).

Имайте предвид, че много графични езици от последния тип вече са изградени.

1. Система от условни знаци и означения за представяне на климатични, геофизични и други географски карти - проблемно-ориентиран речник на графемите на географските информационни системи.

По принцип очевидно всеки речник на графемни конструкции е проблемно ориентиран.

Могат да се дадат още много примери.

Нека разгледаме съвсем накратко някои свойства на основните графеми. Тъй като концепцията за GO в математиката е формално дефинирана и искаме значително да разширим изразителните възможности на графемите и графемните конструкции при представяне на информация (използвайки компютърна технология), ще се обърнем в по-голяма степен към методите за синтез на GO, използвайки „ техническа графика". Техническа графика Боуман нарича методи, средства, начини за графично изразяване на научни и технически идеи (идеологии, концепции, принципи).

Имайте предвид, че GO, представен на екрана на дисплея, по дефиниция е дискретен и има „ известна зърнистост" При което точкасъответства на пиксел, линии- много пиксели и др. Следователно, точно както в дескриптивната геометрия говорим за идиома на перспективата, така можем да говорим за идиома „ непрекъснатост на компютъра».

В по-нататъшната работа ще дефинираме формално понятията „ непрекъснатост на пикселите" И " непрекъснатост на пикселите"(за повърхности). Тук това е неподходящо, особено след като компютърната графика се развива успешно без тези категории.

5.1.1. Точка.Нека отбележим, че понятието точка не е дефинирано в класическите геометрии. Тук ще разгледаме точкаповече като отделна („изолирана“) графема, а не като елемент (компонент) на линия, фигура, повърхност и др.

ДЕФИНИЦИЯ 7. Точка в теоретичен смисъл няма измерение (безразмерно) и показва местоположение, местоположение или позиция.

Като изобразителен елемент се характеризира с концентрация на форми или визуално възприятие в определен център, който привлича и фиксира зрителния фокус.

Когато синтезирате GO, една точка може да има различни размери, форми, текстури и цветове. Точката може да получи сложна форма (квадрат, кръг, триъгълник, звезда и т.н.) и може да бъде увеличена, за да се улесни нейното откриване и/или концентрация. Буквите и цифрите като фрагменти от GO често се възприемат визуално като точки.

Точка в GO, независимо от формата на нейното представяне, винаги ще се счита за неделим елемент.

Различни графични дизайни често се изграждат от точки. В когнитивната графика квадратите (многоцветни) върху „чергите“ на Зенкин също могат да се считат за точки.

5.1.2. Линия.До концепцията за линия се стига, като се започне от напълно различни визуални представяния. Така че в елементарната геометрия се предлагат три интерпретации:

• линия- това е повърхностната граница;
• линия- е фигура, която има само едно измерение („дължина“, но не и ширина“ или „дебелина“);
• линия- това е следата на движеща се точка.

В аналитичната геометрия едно от основните понятия е „уравнението на линията“.

ДЕФИНИЦИЯ 8. Уравнение на права (в дадена координатна система) е уравнение (с две променливи в случай на числова равнина), което е изпълнено от координатите на всяка точка, лежаща на тази права, и не е удовлетворено от координатите на всяка точка не лежи върху него.

Връзката между това определение и определението за геометрична фигура е съвсем очевидна (виж Определение 4). Това не е изненадващо, тъй като линията е частен случай на фигура.

В зависимост от първоначалното интуитивно представяне естествено ще стигнем до различни и най-общо казано нееквивалентни определения на понятието „линия“.

W. Bowman претендира за известна общност в дефиницията на тази концепция, приложена към синтеза на GO.

ДЕФИНИЦИЯ 9. Линията е едноизмерна формация и показва посока, обхват или движение.

Като графема линията може да се използва за изобразяване на траектория или маршрут, за обозначаване на граници или разделения.

Една линейна форма може да варира по дебелина, дължина, структура, тон, цвят, текстура, характер, наситеност, посока. Линиите могат да бъдат вълнообразни, прави, извити, пунктирани, непрекъснати или начупени, с различна дебелина и т.н. Думите като визуални елементи могат да образуват линии.

5.1.3. Фигура.По-горе обсъдихме тази концепция от формална гледна точка. Сега нека разгледаме тази категория от гледна точка на техническата графика.

ДЕФИНИЦИЯ 10. Фигура (плоска форма) е двуизмерна формация. Пространството, което заема, съвпада с равнината на чертежа.

Фигура се използва за обозначаване на контур, област, контур, граница или ръб.

Фигурите се характеризират със структурата на ръбовете си, различават се по размери, по разпределение на наситеността на частите си и по разположение в околното пространство. Плоската фигура може да бъде плътна (боядисана във всеки цвят) или да има само контур. Комбинации от думи или числа също могат да се възприемат като фигура. Ако има асоциативни характеристики, плоските форми могат да се възприемат като символи. Няколко фигури могат, когато се комбинират в група, да предизвикат идеята за „голяма проста“ фигура.

5.1.4. Тон, цвят, текстура. Използването на тон, цвят или текстура не е типично за официалния GO. Въпреки това използването на компютърни технологии осигурява широкото използване на тези изразни средства при синтеза на визуални образи.

ДЕФИНИЦИЯ 11. Тон (или цвят) е качество, което се отнася до степента на „тъмнина“ или „светлота“ (цвят) на изобразения обект.

Цветът е полезен за използване при подчертаване на някои подмножества, подсистеми, групи и графични компоненти на гражданска защита.

Като структурен елемент тонът е ефективни средстваза представяне на триизмерна форма с помощта на chiaroscuro.

Понастоящем системите за компютърна графика предоставят на дизайнерите на гражданска защита много широки палитри от цветове, тонове и текстури. За синтезирането на последното понякога се използват методи на фракталната математика.

ДЕФИНИЦИЯ 12. Текстурата е качеството на структурата на повърхността на изобразения обект.

Текстурите могат да бъдат абстрактни, символични или описателни. Текстурата зависи от основните елементи и закона за разпределение на тези елементи - случаен или правилен. Често се използват традиционни повърхностни структури: дърво, метал и др. Текстурите могат да варират по тон и/или цвят.

5.2. За граматиката на пространството, изграждането на визуална фраза
и графично изявление

Граматика DL синтезът включва правила (по-добри методи) за конструиране на „лесно интерпретируеми“ визуални изображения. За да направят това, те трябва да имат съгласуваност, цялостност, пълнота, завършеност, последователност на тълкуването.

Като изречената фраза, " графична фраза “, създаден с помощта на чертеж (чертеж, диаграма, диаграма и т.н.), означава не повече от това, което се съдържа в идеите, които предава. По този начин ясната визуална форма на фразата трябва да има функционалност. Формите (графеми и графемни конструкции) взаимодействат в GO по същия начин, както думите си взаимодействат в изречение. Контекстът влияе върху интерпретацията както на отделните компоненти, така и на GO като цяло.

Използване на GO, индивидуално визуални фразиконтакт в графично изявление.

6. Заключение

Тази работа представлява естествено продължение на изследването, представено в. От друга страна, в момента в Международния научен и обучителен център на ЮНЕСКО информационни технологиии системи на Националната академия на науките на Украйна се разработва голям проект “ Фигуративен компютър“ (10-годишна програма). В допълнение, вниманието на специалистите отново е насочено към компютърната графика във връзка с развитието на методите RAD (exploratory data analysis) в рамките на идеологията DATA MINING. Следователно тези изследвания са много уместни.

Авторите съзнават известна еклектичност и противоречив характер на изложения материал. Основната цел на тази работа е да се идентифицира едно от направленията на изследване в областта на синтеза и анализа на GO. Но в по-голяма степен искахме да привлечем вниманието на научната общност към решаването на този проблем и може би да инициираме дискусия около формулирането и решаването на съответните проблеми.

Литература

1. Валкман Ю.Р. Интелигентни технологии за проектиране на изследвания: формални системи и семиотични модели. - Киев: Порт-Роял, 1998. 250 с.
2. Зенкин А.А. Когнитивна компютърна графика. М.: Наука, 1991. - 192 с.
3. Валкман Ю.Р. Когнитивни графични метафори: кога, защо, защо и как ги използваме // T Р. международни конф. „Знание–Диалог–Решение” (KDS–95). Ялта, 1995 г.
   стр. 261–272.
4. Поспелов Д.А. Сиво и/или черно и бяло // Приложна ергономия. Рефлексивни процеси. Специално издание. 1994. бр. 1. стр. 29–33.
5. Bowman W. Графично представяне на информация. - М.: Мир, 1971. 228 с.
6. Валкман Ю.Р. Графичната метафора - основа на когнитивната графика // Тр. Национален конф. с международни участие на “Изкуствен интелект-94” (КИИ-94). Рибинск, 1994 г.
   стр. 94–100.
7. Валкман Ю.Р. Видео изображения в изследователски дизайнерски операции: връзки между абстрактно и конкретно, логическо и метафорично, обективно и субективно, информативно и когнитивно // ​​Proc. Национална конф. с международни участие на “Изкуствен интелект-96” (КИИ-96). Казан, 1996. С. 118–123.

Анализ на понятието графичен образ

Юрий Роландович Валкман, Юрий Николаевич Книга

Ключови думи: диалог, компютърна лингвистика, приложна семиотика, графично изображение, компютърна графика, графичен интерфейс, представяне на знания, извличане на данни, откриване на знания.

Авторите изобщо не претендират за пълнота на изследването на толкова многозначно и сложно (трудно) понятие. В този случай анализът на концепцията за графично изображение (GI) се извършва с цел неговата (нейната) възможно най-голяма формализация с ориентация към изграждането, по-нататък, изчисленията GI. Авторите разбират GI като модел на показан обект. Следователно за всяко изображение е типично наличието на предварително изображение и процедури за изграждане на изображения на базата на дадено предварително изображение. В доклада се разглеждат следните проблеми: принципи на класификация GI; връзки между различните типове GI принципи на разпределение и обосновка на графемни речници; анализ на процедури, правила, концепции за изграждане на различни ГИ; операции на синтез GI от различни видове.

Графичното изображение е това, което обединява всички геоизображения и ги обединява в система. Този добре познат, макар и труден за дефиниране, феномен е ефективно средство за моделиране и общуване, лесно се разбира от човек в сетивния опит, но е изключително трудно да се формализира.

Във философията и епистемологията образът се разбира като резултат от отразяващата (когнитивна) дейност на човек. При сетивното познание образът се дава в усещания, представи, а в процеса на мислене - под формата на понятия, съждения и заключения. Материалната форма на въплъщение на образа е различни символични и копиращи модели. На руски думата „образ“ означава не само идеалната форма на отражение на обектите Vчовешкото съзнание (" перфектен образ„във философска интерпретация), но също и външния вид, външния вид, визуалното представяне на обекта, неговия външен вид, фигура, очертания, подобие на обекта и неговото

изображение. В тази интерпретация „изображение“ е почти синоним на „изображение“, освен това на руски това са родствени думи, а на английски и френски понятията „изображение“, „изображение“, „дисплей“ обикновено се обозначават с една дума - tga&e.

В математиката изображението на определен елемент Аразглеждан елемент б,в който този елемент Асе показва. При което Анаречен прототип на елемент b.Понякога функциите на много променливи също се интерпретират като образ на n-мерно пространство. При проблемите с разпознаването на образи говорим за идентифициране на някаква обобщена характеристика, за групиране на набор от обекти в даден клас-образ.

Математическият подход предоставя ключа към разбирането на графичното изображение като някакъв характерен модел, конфигурация, структура, която улавя действително съществуващи природни или социално-икономически обекти. Въпреки това чертежът на геоизображение може също да предава абстрактни структури, теоретични конструкции и концептуални модели.

С други думи, графично изображение върху геоизображението -Това

структура, която отразява реална или абстрактна геоструктура (геосистема), която е неин първообраз. Това е модел (знак или икона), който дава външния вид, очертанията, приликата на геосистемата, нейния образ. Географи, геолози, почвоведи и други специалисти в областта на науките за земята подчертават, че формата и морфологията на геосистемата са пряко свързани с нейния генезис, а самата структура на графичното изображение отразява качествените и количествени характеристики на обекта. Графичното изображение съдържа пространствена информация, която трудно може да бъде адекватно възпроизведена във вербална или цифрова форма.

Изследването на ролята на графичните изображения в мисленето и особено във формирането на пространствени знания и представи е станало обект на много психологически и психофизически изследвания в картографията. Картографското изображение се интерпретира като пространствена символна структура (комбинация, композиция), възприемана от читателя или четящото устройство.

Картографските изображения се създават с добре познати графични средства: формата на знаците, техните размери, ориентация, цвят, нюанси на цвета, вътрешна структура. По същия начин при снимките се създава графично (фотографско) изображение поради формата, структурата, текстурата на изображението, неговия цвят и тон. Но не само

298 Глава XVI. Геоизображения

Концепция за разпознаване на графични образи 299

Знаците и графичните изобразителни средства образуват графичен образ, който играе огромна роля пространствена комбинация от знаци, взаимното им разположение, разполагането им в пространството, взаимното подреждане, асоциирането или взаимното наслагване и други отношения. Според А. Ф. Асланикашвили картографският знак изпълнява функцията на показване на пространството чрез своята „игра“, своето пространствено „поведение“. Без тази „игра“ знакът не показва нищо друго освен себе си.

Всяко графично изображение има свойства (модел), които са различни от свойствата (модела) на отделните знаци, които го формират. Читателите на карти, снимки и геоизображения, извлечени от тях, могат сравнително лесно да навигират в хиляди изображения, като умело избират от различни символни комбинации онези, които са изпълнени с необходимото съдържание, и отхвърлят и изключват от разглеждане очевидно празни, безсмислени комбинации.

Важно е да се отбележи, че всички графични изображения, които съществуват на карти и други геоизображения, не са нещо абстрактно или спекулативно. Пространствените графични комбинации могат да бъдат оценени картометрично и представени в количествено изражение, като се посочват посоки, разстояния, площи, обеми и др. Това по-специално предоставя възможност за математическо моделиране на геоизображения и др високо ниво- автоматично разпознаване на графични изображения.

Идеи за графични изображенияполучи най-голямо развитие в картографията. Той се оказа най-напреднал в това отношение, тъй като картографирането винаги е насочено специално към оптимизиране на картографските изображения, а използването на карти е насочено към тяхната идентификация (разпознаване, трансформация) и анализ. Разбирането на същността на картографската информация е пряко свързано с това. Теоретичните изследвания показват, че картографската информация е резултат от взаимодействието на картографски изображения и четец на карти.

По този начин картографската информация не е натоварването на картата, не броят на знаците, не вероятността за тяхното появяване или степента на разнообразие, а резултатът от възприемането на картографски изображения. Освен това информацията се появява само в системата „карта - четец на карти“ или „карта - устройство за разпознаване“. Това може да бъде представено като израз: късо съединение-> KO ^> KI,тези. картографски знаци (KZ)формират пространствени картографски изображения (КО),а те от своя страна служат като източник картографска информация (CI).