Shea và McMaster (1989) đã tổng kết 12 nhóm hoạt động khái quát hoá cơ bản mang ý nghĩa miêu tả tính chất của khái quát hoá tự động. Nghiên cứu này đã có ảnh hƣởng lớn đến sự phát triển của các phần mềm khái quát hoá trong suốt những năm 90. Các thuật ngữ dùng để chỉ các thao tác khái quát hoá đƣợc sử dụng trong các phần mềm thƣơng mại có thể khác nhau, nhƣng chúng đều có thể đƣợc liệt vào một trong các hình thức khái quát hoá do Shea và McMaster đƣa ra, bao gồm 10 hoạt động biến đổi thông tin không gian và 2 hoạt động biến đổi thông tin thuộc tính[8].
- Làm trơn (Smoothing)
Là quá trình thực hiện di chuyển lại vị trí hoặc thay đổi cặp toạ độ để làm bằng phẳng, làm mịn những đƣờng gấp khúc mà vẫn giữ đƣợc hầu hết các hƣớng quan trọng của đƣờng. Các thao tác này đƣa ra một đối tƣợng đƣờng dạng số với chất lƣợng thẩm mỹ tốt. Việc làm trơn đƣờng đi cùng với yêu cầu tăng thêm số lƣợng các điểm toạ độ và tăng dung lƣợng dữ liệu. Hầu hết các thuật toán làm trơn đƣờng thƣờng sử dụng là các phƣơng pháp dựa trên sự dịch chuyển trung bình, phép toán xấp xỉ...
Biến đổi không gian
Biến đổi thuộc tính
Simplification Smoothing Amalgamation
Aggregation Merging Collapse
Exaggeration Displacement Selection
Enhancement
34 - Giản lược hoá (Simplification)
Khi các cơ sở dữ liệu bản đồ ở tỷ lệ cơ bản đƣợc sử dụng để sản xuất các bản đồ có các tỷ lệ nhỏ hơn, các hoạt động giản lƣợc hoá đƣợc sử dụng để làm giảm dung lƣợng dữ liệu. Quá trình đơn giản hoá cũng làm tăng khả năng hình dung các đặc điểm của các đối tƣợng không gian. Các hoạt động đơn giản hoá chọn lựa các đặc điểm, miêu tả hình dạng, giữ lại các điểm đặc trƣng loại bỏ điểm thừa, điểm không cần thiết, dựa trên các tiêu chuẩn hình học nhƣ khoảng cách giữa các điểm hoặc là khoảng cách từ tâm đƣờng, các đặc trƣng của đƣờng đƣợc hiển thị. Kết quả các hoạt động giản lƣợc hoá làm giảm bớt số lƣợng các điểm nhận đƣợc từ nguồn dữ liệu ban đầu mà không thay đổi các giá trị toạ độ x, y của chúng.
Đƣờng gốc Đƣờng giản lƣợc
Hình 2-2: Biểu thị kết quả giản lược hóa
Đƣờng gốc Đƣờng làm trơn
35 - Gộp vùng (Amalgamation)
Là hoạt động hợp nhất các đối tƣợng dạng vùng: dữ liệu đƣợc đơn giản hoá và đƣợc gộp chung với nhau để khái quát hoá cho các bản đồ tỷ lệ nhỏ hơn. Cũng có thể gộp chung tự động các đặc điểm của địa hình trong các vùng khác nhau của lãnh thổ.
- Gộp điểm (Aggregation)
Hợp nhất nhiều đối tƣợng đƣợc thể hiện dƣới dạng ký hiệu điểm thành một đối tƣợng dạng điểm hoặc dạng vùng, ví dụ nhóm các tòa nhà thành khối nhà.
Hình 2-3: Biểu thị kết quả gộp vùng
36 - Hợp nhất (Merging)
Hợp nhất là quá trình gộp các đối tƣợng dạng đƣờng thể hiện bằng một đối tƣợng dạng đƣờng duy nhất.
- Phá (Collapse)
Khi tỷ lệ bị giảm đi, nhiều đối tƣợng mặt đƣợc thể hiện bởi các vùng, thậm trí phải bị ký hiệu hoá thành dạng điểm hoặc đƣờng. Sự phân ly các đối tƣợng đƣờng và đối tƣợng vùng thành các đối tƣợng điểm, hoặc các đối tƣợng vùng thành các đối tƣợng đƣờng thƣờng gặp khi thành lập các bản đồ tỷ lệ nhỏ.
Hình 2-6: Biểu thị kết quả hợp nhất
37 - Phóng đại (Exaggeration )
Sự phóng đại các ký hiệu bản đồ và các đối tƣợng vùng có thể đƣợc thực hiện để làm tăng thêm tính rõ ràng của bản đồ hoặc làm cho phù hợp hơn các nội dung bản đồ để phục vụ những mục đích riêng của nó. Sự phóng đại thƣờng dẫn tới những trạng thái xung đột, chồng đè các đối tƣợng.
- Dịch chuyển (Displacement)
Đôi khi do các giới hạn đồ hoạ của bản đồ buộc phải dịch chuyển vị trí một số đối tƣợng. Ví dụ khi độ rộng của đƣờng bị thay đổi và khi các toà nhà nằm gần cạnh đƣờng bị ảnh hƣởng bởi ký hiệu đƣờng. Khi đó phải dịch chuyển các đối tƣợng trên bản đồ ra khỏi vị trí thực tế của chúng. Quá trình dịch chuyển phải đƣợc thực hiện theo các nguyên tắc nhất định, chẳng hạn khoảng cách dịch chuyển tối đa.
- Làm nổi bật (Enhancement)
Các bề mặt và kích cỡ của đối tƣợng cần phải phóng đại hoặc làm nổi bật để đáp ứng các yêu cầu riêng biệt của bản đồ. Khi đƣợc so sánh với hoạt động phóng đại, việc
Hình 2-9: Biểu thị kết quả dịch chuyển
Hình 2-8: Biểu thị kết quả phóng đại
38
làm nổi bật đề cập tới việc cấu thành ký hiệu tƣợng trƣng và không quan tâm đến các chiều trong không gian của đối tƣợng. Việc làm nổi bật các ký hiệu tƣợng trƣng đƣợc áp dụng không có nghĩa là để phóng đại nó, mà chỉ đơn thuần là để xem xét việc kết hợp các ký hiệu tƣợng trƣng.
- Lựa chọn (Selection)
Hầu hết các hoạt động khái quát hoá hữu ích ngày nay là sự lựa chọn. Thông thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ một phƣơng pháp xử lý đầu tiên, đi trƣớc các hoạt động khái quát hoá còn lại.
- Thay đổi ký hiệu (Symbolisation)
Sự thay đổi ký hiệu nhƣ một yếu tố của quá trình khái quát hoá tồn tại nhƣ một sự thay đổi trong tỷ lệ từ bộ dữ liệu gốc hoặc nhƣ một thay đổi trong kiểu dữ liệu. Thao tác này có thể cũng đƣợc sử dụng để giải quyết các kiểu khác của các mâu thuẫn không gian đã xuất hiện trong các bản đồ tỷ lệ nhỏ.
- Phân loại (Classification)
Với cùng nhóm các đối tƣợng trong các loại đặc trƣng chung hoặc các thuộc tính tƣơng tự. Quá trình phân loại đƣợc sử dụng cho một mục đích đặc biệt và thƣờng bao hàm sự tích tụ các giá trị của dữ liệu trong nhóm, phụ thuộc vào sự gần gũi của chúng với các giá trị chiều dài đƣờng. Quá trình phân loại thƣờng cần thiết nhờ vào tính không thực tế của ký hiệu và mỗi giá trị riêng bản đồ.
