CC BY
36
УДК 528.92
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПОСТРОЕНИЕ СТРУКТУРНЫХ СХЕМ ОБЪЕКТОВ ГИДРОГРАФИИ
Сергей Анатольевич Крылов
Московский государственный университет геодезии и картографии, 105064, Россия, г. Москва, Гороховский пер., 4, кандидат технических наук, доцент кафедры картографии, тел. (499)267-28-72, e-mail: krylov@cartlab.ru
Иван Евгеньевич Фокин
Московский государственный университет геодезии и картографии, 105064, Россия, г. Москва, Гороховский пер., 4, аспирант кафедры картографии, тел. (499)267-28-72, e-mail: fokin@cartlab.ru
В статье приведено описание существующих структурных схем объектов гидрографии. Описаны основные преимущества использования картографической базы данных (КБД) для их создания. Рассказано об основных этапах их автоматизированного создания.
Ключевые слова: геоинформационные системы, тематические карты, схемы.
AUTOMATED CONSTRUCTION OF HYDROGRAPHIC OBJECTS STRUCTURE CHARTS
Sergey A. Krylov
Moscow State University of Geodesy and Cartography, 105064, Russia, Moscow, Gorokhovsky pereu-lok, 4, docent of Cartography Department, tel. (499)267-28-72, e-mail: krylov@cartlab.ru
Ivan E. Fokin
Moscow State University of Geodesy and Cartography, 105064, Russia, Moscow, Gorokhovsky pereu-lok, 4, post-graduate student of Cartography Department, tel. (499)267-28-72, e-mail: fokin@cartlab.ru
This article presents a description of existing hydrographic objects structure charts and describes the main advantages of using cartographic database to create them. The main stages of their automated creation are outlined.
Key words: geographic information systems, thematic maps, structure charts.
Структурные схемы объектов гидрографии предоставляют информацию о со-подчиненности рек и отображают главную реку и иерархию ее притоков. В основном они применяются в гидрологических исследованиях, а также в различных туристических изданиях (например, в путеводителях). Кроме того, они могут быть представлены и в атласах для отображения справочной информации о реках.
В зависимости от назначения схемы могут, как передавать, так и не передавать картометрическую информацию - длину рек и расстояния между притоками. На применяющихся в гидрологии структурных схемах, как правило, ничего кроме рек не показывается. На схемах, размещенных в туристических изданиях, могут
быть дополнительно показаны важные населенные пункты, озера, водохранилища. При этом отображается примерная форма озер, населенные пункты расположены на соответствующих берегах реки и на действительном расстоянии от притоков данной реки. Необходимо отметить, что структурные схемы в основном создаются на основе картографических произведений разного масштаба и не обладают высокой степенью точности [1]. Кроме того, для их создания в основном применяют графические редакторы, что снижает скорость создания, обновления и дополнения схем новой информацией.
Для автоматизации построения структурных схем и других справочно-информационных документов (таблиц, графиков, диаграмм, блоков структурированного текста) предлагается использовать картографическую базу данных [2]. Это позволит повысить информативность создаваемых справочных документов; учитывать географические особенности территории, значимость объектов, их пространственные связи и картометрические характеристики [3]. Также картографическая база данных позволяет интегрировать разрозненные источники данных в одну систему, что облегчает обновление и дополнение содержания документов.
Рассмотрим основные этапы автоматизированного построения структурных схем объектов гидрографии.
1) Выбор территории картографирования.
Это позволит предварительно ограничить список объектов базы данных, используемых при создании схемы, и тем самым упростить работу по подбору параметров схемы. Поскольку предполагается автоматизированное построение разных по содержанию схем гидрографии, то необходима поддержка различных способов выбора территории: по бассейну реки, области или району государства, рамке существующей карты, с помощью произвольной рамки.
2) Определение главной для данной схемы реки.
Главная река будет изображаться на схеме прямой линией, и занимать центральное положение. Возможно два варианта:
- заранее известно, какая река главная. В этом случае возможен ее непосредственный поиск в базе данных по названию;
- заранее не определено, какая река главная. В этом случае перед пользователем встает проблема выбора, когда из нескольких десятков или нескольких сотен рек (в зависимости от размера выбранной территории) необходимо выбрать одну. Представляется разумным осуществить данный выбор в два шага. Вначале необходимо сузить круг поиска до приемлемых 5-7 рек, посредством последовательного уточнения параметров поиска: порядка реки, протяженности, судоходности и т.д. При этом необходимо обладать достаточно большим и разнообразным списком параметров, чтобы пользователь мог определить те из них, информацией о которых он обладает. Например, река может быть судоходной, более 100 км длинной и протекать через три области. Для того чтобы сузить круг поиска доста-
точно знать только некоторые из этих ее черт. Далее нужно выбрать одну реку из получившегося списка.
3) Выбор источника статистических данных о реке.
К таким статистическим данным можно отнести длину, количество притоков, площадь водосбора и т.п. В основном эти данные предоставляются организациями, профессиональная деятельность которых напрямую связана с использованием данной информации и которые чаще эту информацию обновляют. Выбор конкретного источника данных может зависеть от их точности, подробности, периодичности обновления, дате последнего обновления. Примером могут служить данные Государственного водного реестра.
4) Определение основных параметров схемы: ориентировки главной реки, размеров и масштаба.
Предлагается три варианта ориентировки главной реки: вертикальная, горизонтальная и диагональная. Можно отметить, что выбор конкретной ориентировки определяется исключительно личными предпочтениями пользователя, хотя при одинаковых размерах схемы диагональная ориентировка реки позволяет изобразить ее в несколько более крупном масштабе.
Если длина реки велика, а требования к масштабу и размерам схемы жестко прописаны, допускается разделение схемы на несколько частей (каждая из которых удовлетворяет заданным условиям). В прочих случаях схема должна состоять из одной части, а ее размер и масштаб определяться интерактивно. Можно рассматривать два базовых сценария:
- известны размеры схемы (в случае, если схема проектируется под издание, формат которого известен) и масштаб определяется автоматически на основании этих данных, а также данных о размере реки. Под размерами реки в данном случае подразумевается протяженность главной реки и ее притоков, количество притоков;
известен масштаб схемы и автоматически рассчитываются размеры схемы. Длина схемы зависит от протяженности главной реки. Ширина схемы зависит от количества притоков, их порядка и протяженности.
5) Выбор дополнительных элементов содержания схемы.
Вначале необходимо определиться с объектами гидрографии, которые помимо основной реки будут отображены на схеме: притоками, озерами и водохранилищами. Можно отображать все притоки реки, а можно их отобрать по тому или иному признаку. Например, показывать только притоки, проходящие определенный ценз по длине (если отображаются все реки базы данных, то ценз - длина наименьшей реки), или только судоходные, или только притоки первого, второго и третьего порядка. На этом этапе также должен решаться вопрос о способе показа объектов площадной гидрографии. Это связано с тем, что естественная их форма может оказаться слишком сложной, для корректного отображения на схеме.
Среди прочих элементов содержания особое значение имеют населенные пункты. Также можно изобразить и другие объекты общегеографической основы карт: границы областей РФ, пересечение рек железными и автомобильными дорогами.
Наличие на схеме тех или иных элементов влияет на положение главной реки на схеме. Например, большое количество и большая протяженность правых притоков по сравнению с левыми создает неравномерность графической нагрузки, устранить которую можно сдвинув главную реку в сторону. Следует отметить, что проблема неравномерной нагрузки остро встает в случае со схемами - ведь они должны обеспечить исключительную читаемость и понятность. Многие схемы (такие как схемы метро), решают проблему излишней нагрузки в одних местах и недостаточной в других посредством искусственного изменения масштаба разных частей схемы [4]. Однако для структурных схем объектов гидрографии это неприемлемо.
Кроме сдвига главной реки, предлагается изменять состав объектов отображаемых на схеме и подбирать ценз их отбора. Возможны и другие варианты решения данной проблемы. Например, разбить схему на части (и для каждой установить свой масштаб) или сделать разным масштаб притоков и основной реки и т.д. В любом случае для точного построения схем необходимо иметь в наличии инструмент, позволяющий рассчитать графическую нагрузку всех элементов.
Для автоматизированного построения структурных схем объектов гидрографии может быть два способа реализации: в виде дополнения, расширяющего функциональность геоинформационной системы и в виде геоинформационного интернет портала. Основным отличием этих способов является то, что для работы с геопорталом, не требуется установка геоинформационной системы, что может послужить решающим аргументом в пользу такой реализации, если количество издаваемых схем невелико.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Рыжавский Д.С. По Каме и ее притокам. - М.: Физкультура и спорт, 1986. - 240 с
2. Krylov, S.; Fokin, I. The creation of informational documents on the basis of the cartographic database. ICC2015, Proceedings of the 27th International Cartographic Conference. Rio de Janeiro, Brazil.- 2015, pp.1
3. Крылов С.А., Фокин И.Е. Формирование справочной информации для создания атласов на основе картографической базы данных. // Материалы X научной конференции по тематической картографии. - Иркутск: Издательство Института географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2015. С. 167-168.
4. Peng Ti, Zhilin Li, Zhu Xu. Automated Generation of Schematic Network Maps Adoptive to Display Sizes // The Cartographic Journal Vol. 52 №2, pp. 168-176 International Cartographic Conference, Rio 2015 - Special Issue May 2015
© С. А. Крылов, И. Е. Фокин, 2016
