Тикунов В. С. Геоинформатика. Качество цифровых карт. Создание цифровых картографических основ.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Качество цифровых карт. Под качеством цифровых карт будем понимать совокупность свойств ЦК, обусловливающих ее пригодность удовлетворять установленным и предполагаемым потребностям в соответствии с ее назначением.
Наличие качественных цифровых топографических карт на территорию страны — одна из предпосылок успешной реализации крупных геоинформационных проектов, включая создание национальных инфраструктур пространственных данных (см. 5.2), один из компонентов которых — базовые наборы данных. Часто под ними понимается цифровая карта, по своему содержанию близкая или идентичная карте-основе, содержащей, как правило, ограниченный набор общегеографических элементов и используемой в картосоставлении для позиционирования тематической нагрузки карты. В геоинформатике под цифровой картой-основой понимается не только цифровая карта в приведенном выше значении, но и набор базовых слоев ГИС, аналогичных по содержанию цифровым картам-основам (ЦКО) и ошибочно называемых «картографическими слоями».
ЦКО могут готовиться в разных форматах, в которых реализованы различные модели данных: векторная, растровая и др. (см. 2.1.2).
ЦКО в векторном формате — наиболее распространенный вид цифровой топоосновы. Они создаются по технологии цифрования с помощью дигитайзера с ручным обводом или сканированием оригиналов с последующей векторизацией, используя программные средства — векторизаторы. Альтернативный подход — растровая ЦКО, создаваемая сканированием топокарт.
Векторная ЦКО обладает рядом преимуществ. Тем не менее практика показывает, что при отсутствии необходимости в векторной основе, ограниченности финансовых ресурсов проекта и по другим причинам в качестве основы может быть использована растровая копия топографической карты (плана).
Существенные недостатки растровой основы: трудность актуализации, ограниченные возможности изменения масштаба изображения, невозможность разгрузки (удаления излишних элементов содержания и их атрибутов), трудность атрибутирования, невозможность адресации к элементам содержания, большие объемы данных, их неоперабельность и труднопереносимость.
Несомненные преимущества — скорость работ по созданию Растровой ЦКО и существенно более низкая (в сравнении с векторным форматом) стоимость их выполнения. Вполне удовлетворительное качество (пространственное и цветовое разрешение) Растровой графической подложки обеспечивают сканеры общего
назначения, в том числе малоформатные (A3-А4), при наличии средств сшивки для получения физически или логически бесшовных блоков и их привязки к координатной основе (возможно с применением методов эластичной трансформации растровых изображений по сети опорных точек) [Ю.А.Кравченко, 1999].

Создание цифровых картографических основ. Учитывая важность цифровых карт-основ (ЦКО) как одного из элементов информационного обеспечения ГИС, прежде всего топографических карт-основ (топографических основ, топооснов), остановимся на них более подробно.
Основное назначение ЦКО в ГИС — служить средством координирования тематических слоев данных или их графической подложкой — определяет требования к ЦКО в части спецификации систем их координат, масштабов, проекции, элементов содержания, модели данных и форматов представления, технологии создания и обновления.
Применительно к российским условиям при проектировании ЦКО следует иметь в виду, что с 1 июля 2002 г. произошел официальный переход из системы координат 1942 г. СК-42 для топографических карт СССР и Российской Федерации масштаба 1:10000-1:200000 к системе координат 1995 г. СК-95, обязательной для применения при выполнении астрономо-геодезических, топографо-картографических и геоинформационных работ на территории РФ [А.П.Герасимов, Г.Н.Ефимов, 1999]. При этом следует помнить, что практически заметные графические расхождения между координатными сетками на топографических картах в старой и новой системах координат будут проявляться начиная с масштаба 1: 50 000 и крупнее. ЦКО для локальных ГИС могут создаваться в местных системах координат. При проектировании ЦКО для ГИС регионального и межрегионального уровня или обслуживающих позиционирование протяженных объектов (ЛЭП, магистральных трубопроводов и других коммуникаций), когда территория покрытия ими распространяется на несколько координатных зон проекции Гаусса-Крюгера, могут использоваться особые, например, глобальные координатные системы WGS-84, ITRF-94, 113-90.
Топографические карты, служащие источником данных для ЦКО, обычно строятся в равноугольной поперечной цилиндрической проекции Гаусса-Крюгера с отображением эллипсоида на плоскости по шестиградусным зонам, с сеткой одноименных плоских прямоугольных координат, использование которой для картографирования территорий, существенно больших зоны по широте, связано со сложностями, упомянутыми выше. В частности, за пределами шестиградусных зон становятся практически заметными искажения длин (расстояний).
Цифровая карта-основа обычно изготовляется в некотором фиксированном масштабе, который определяет ее детальность (пространственное разрешение). Возможен другой вариант — набор разномасштабных ЦКО, каждая из которых является подложкой под тематические данные определенного иерархического уровня объектов тематических слоев ГИС. Выбор масштаба (масштабов) зависит прежде всего от характера ее тематической нагрузки.
Элементы содержания ЦКО, объединенные в точечные, линейные и полигональные слои ГИС, обычно представляют собой набор избранных элементов цифровой топографической карты. Применяемые графические изображения объектов ЦКО воспроизводят условные знаки, принятые на бумажных источниках, и соответствуют нормативно закрепленным условным знакам в принятой системе их классификации и кодирования, в том числе на основе ряда разработанных классификаторов или их версий, включая «Классификатор картографической информации», «Классификатор графических изображений», «Классификатор цензово-нормативных показателей», «Единую систему классификации и кодирования картографической информации (карт масштабов 1:25 000— 1:1 000 000)».
Технология создания ЦКО в случае, если на моделируемую территорию отсутствуют готовые цифровые топографические источники, состоит в цифровании аналоговых источников (на бумаге, пластике, жесткой основе, цветодеденных издательских оригиналов и т.п.) с представлением в том или ином формате.
Актуализация содержания ЦКО представляет собой (в особенности в российских условиях) трудноразрешимую проблему, учитывая быстрое старение как цифровых, так и исходных нецифровых топографических источников и отсутствие системы топографического мониторинга как механизма актуализации.
Существует ряд крупномасштабных глобальных цифровых карт-основ, используемых в глобальных и региональных геоинформационных проектах.
Наиболее ранняя из них — цифровая карта-основа мира масштаба 1:1 000 000 DCW (Digital Chart of the World), созданная путем цифрования карты ONC (для суши) и морской обзорной карты GEBCO (для акваторий) корпорацией ESRI. Inc. (США) по контракту с Министерством обороны США в формате VPF в начале 90-х годов XX в. и распространяемая в записях на CD-ROM в сопровождении картографического визуализатора. Позднее она была преобразована в формат ПС ГИС ArcInfo (ESRI. Inc.) и в настоящее время поддерживается в актуальном состоянии как поднабор ArcData. DCW, известная также как VMap, используется в качестве одного из основных источников (наряду с глобальной цифровой моделью рельефа GTOPO30 с разрешением 30 утл. с) в проекте Глобального картографирования, инициированного Картографической службой Японии в 1994 г. Первая версия карты (для территорий ряда стран Юго-Восточной Азии) была готова в 2000 г., к этому времени в проекте участвовало 5 стран, и 34 страны изъявили готовность к участию в нем.

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу