К программе электронной топографо-тематической карты, создаваемой с использованием ГИС и ДЗЗ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 528.9

К ПРОГРАММЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ТОПОГРАФО-ТЕМАТИЧЕСКОЙ КАРТЫ, СОЗДАВАЕМОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИС И ДЗЗ

Леонид Александрович Пластинин

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, Директор Центра космических технологий и услуг, доктор технических наук, профессор кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. +7914-881-18-08, e-mail: [email protected]

Хоанг Зыонг Хуан

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. +7924-700-57-73, e-mail: [email protected]

Даши Гомбоевич Сыренов

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, аспирант кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (83952)40-51-03

В статье рассмотрены этапы геоинформационного картографирования с использованием космических снимков для создания электронной топографо-тематической карты (ЭТТК). Выделены основы блоки ЭТТК и представлены направление их практического использования.

Ключевые слова: электронная топографо-тематическая карта, геоинформационная система, дистанционное зондирование земли.

TO PROGRAM THE ELECTRONIC TOPOGRAPHIC AND THEMATIC MAPS CREATED USING GIS AND REMOTE SENSING

Lеоnid A. Plastinin

National research Irkutsk state technical university, 664074, Russia, Irkutsk, 83, Lermontov St., Director, Center for Space Technology and Services, Doctor of technical sciences, professor of the Department of Mine survey and Geodesy, tel. +7914-881-18-08, e-mail: [email protected]

Hoang Duong Huan

National research Irkutsk state technical university, 664074, Russia, Irkutsk, 83, Lermontov St., post-graduate student of the Department of Mine survey and Geodesy, tel. +7924-700-57-73, e-mail: [email protected]

Dashi G. Surenov

National research Irkutsk state technical university, 664074, Russia, Irkutsk, 83, Lermontov St., post-graduate student of the Department of Mine survey and Geodesy, tel. (83952)40-51-03

The article presented the steps of Geoinformation mapping using satellite imagery to create an electronic topographic and thematic maps (ETTK). Distinguished the basic blocks ETTK and presented their direction practical for use.

Key words: electronic topographic and thematic map, geographical information system, remote sensing.

Сущность топографической карты в широком понимании рассматривается, как универсальной карты, применяемой при проектировании, строительстве и эксплуатации инженерных объектов и сооружений [2]. При решении задач, связанных с природными условиями и ресурсами, возникает научная проблема, которая направлена на повышение географического и экологического содержания топографической карты с одной стороны. С другой стороны, предлагается создание нового типа карт - электронных топографо-тематических карт, составляемых с использованием геоинформационных систем (ГИС) и дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).

С применением ГИС стало возможным быстро и качественно производить преобразование картографического изображения, трансформирование его с целью создания производных карт и получения по ним новой информации [1].

Программа электронной топографо-тематической карты (ЭТТК) базируется на использовании трех основных источников:

- цифровой топографической основы;

- космических снимков среднего и высокого разрешения;

- отраслевой информации

При создании ЭТТК карты применены программное обеспечение ГИС Панорама (Конструкторское бюро «Панорама», Россия), для автоматизированной обработки космических снимков - программное обеспечение ENVI (Компания Exelis VIS, США) [6,7].

Технология геоинформационного картографирования (в компьютерной среде) по космическим снимкам включает 2 этапа, которые в общем виде можно представить на рис. 1.

Первый этап

Второй этап

Рис. 1. Обобщенная схема технологии геоинформационного картографирования с использованием космических снимков

Идентификация объектов картографирования, как и в классической (бумажной) картографии, использующей материалы дистанционной съемки, базируется на комплексном анализе как самих значений объектных характеристик, так и их пространственно-временной организации. Прямое определение характеристик геопространства дает более достоверные результаты, поэтому в картографическом производстве присутствуют апробированные практикой полевые контрольные операции. В случае косвенного (дистанционного) измерения характеристик эта задача становится нетривиальной и переходит в разряд частично или полностью неопределенных. Примером таких задач может служить интерпретация изображений, полученных различными съемочными системами.

Поскольку картографической основой электронных карт является топографическая основа, элементы ее содержания являются надежным «каркасом» для привязки тематического (специального) содержания, облегчают восприятие природно-ресурсной, социальноэкономической и экологической ситуации, а также динамические процессы и явления, связанные с

развитием территории и эксплуатацией природных ресурсов. Кроме стандартного содержания топографической основы к специальной тематической нагрузке относятся следующие элементы содержания [4]:

- лесохозяйственные объекты (количественные и качественные характеристики лесных ресурсов, интенсивность лесопользования, лесовосстановление, квартальная лесоустроительная сеть и др.);

- земельные ресурсы;

- водные ресурсы и водохозяйственные объекты;

- минерально-сырьевые ресурсы;

- границы (муниципальных образований, землепользователей, держателей лесного фонда и

т.д.).

Исходя из выше изложенного, условно слои ЭТТК включают:

• блок социально-экономических объектов (населенные пункты, дорожная сеть, промышленные и сельскохозяйственные объекты, границы);

• блок природных объектов (гидрография, рельеф, растительный покров и грунты);

• блок дополнительной информации (математическая и геодезическая основа, справочная информация).

Кроме того, топографо-тематическая карта в любом ее представлении является моделью и обладает рядом свойств, например, проекцией, масштабом, неограниченной смысловой нагрузкой, генерализацией содержания и др., которые необходимо знать и учитывать пользователю. Как и картографическое изображение, снимок также является моделью местности и обладает в той или иной степени вышеупомянутыми свойствами, но содержит дополнительную закодированную информацию о геопространстве (местности), требующую расшифровки. Объем и характер извлекаемой информации находятся в зависимости от технических и природных условий съемки, направления исследований и квалификации оператора [3]. Но не всегда информативность дистанционного снимка связана с увеличением его масштаба (разрешения) - все зависит от характера исследований. При интерпретации снимка возможно применение автоматических систем анализа оптических плотностей и цветовой гаммы, то есть кроме визуального дешифрирования быстро развивается и автоматическое распознавание объектов с использованием инновационных компьютерных технологий.

На рис. 2 приведена схема формирования тиражного оттиска ЭТТК.

Рис. 2. Полный цикл от космического снимка до тиражного оттиска электронной топографо-тематической карты

Таким образом, комплексное использование ГИС-технологий и технологии ДЗЗ при создании ЭТТК позволяют, в числе других, решать следующие задачи [5,6]:

- наблюдение за динамическими процессами и явлениями в режиме реального времени по данным дистанционного зондирования (расширение селитебных территорий, промышленных зон, мониторинг аквальных систем, размещение транспортных магистралей и др.):

- анализ экологического состояния природных систем (загрязнение атмосферы по ранневесенним снимкам снегового покрова, выявление источников загрязнения водных объектов, оперативное слежение за лесосводкой и др.);

- определение экологической комфортности территорий по данным о состоянии природной среды, размещение особо охраняемых территорий, обоснование и проектирование рекреационных объектов и т.д.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Берлянт А.М. Картография : учебник для вузов. - М.: Аспект-Пресс, 2002, - 336

с.

2. Верещака Т.В. Топографические карты: научные основы содержания. - М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2002. - 319 с.

3. Кравцова В.И. Космические методы картографирования / Под ред. Ю.Ф. Книжникова. - М.: 1995. - 240 с.

4. Пластинин, Л.А. Прикладные экологические карты Байкальского региона // Фундаментальные и прикладные проблемы окружающей среды (ППОС-95) / Тезисы докладов международной конференции. - Томск.: Изд-во Томского университета, 1995.

5. Пластинин Л. А., Олзоев Б. Н. Система космического мониторинга за деятельностью отраслей хозяйства Иркутской области // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 2. - С. 169-176.

6. Пластинин Л.А., Хоанг Зыонг Хуан, Чинь Ле Хунг. Разработки методики автоматизированного установления границ элементов гидрографии по разновременным космическим снимкам. Вестник ИрГТУ, 2013. №10. С.91-95.

7. Программный комплекс ENVI. Режим доступа: [http://www.envisoft.ru/].

8. Программный комплекс ГИС Панорама. Режим доступа: [http://www.gisinfo.ru/].

© Л. А. Пластинин, Хоанг Зыонг Хуан, Д. Г. Сыренов, 2014