Методика создания цифровых карт и баз данных природного и культурного наследия (на примере административного района Республики Бурятия) Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 528.92

МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ КАРТ И БАЗ ДАННЫХ ПРИРОДНОГО И КУЛЬТУРНОГО НАСЛЕДИЯ (НА ПРИМЕРЕ АДМИНИСТРАТИВНОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ БУРЯТИЯ)

Виктор Евгеньевич Гагин

ОАО ВостСибАГП, 664011, Россия, г. Иркутск, ул. Нижняя Набережная, 14, кандидат технических наук, ведущий инженер, тел. 8904-110-58-47, e-mail: victor_gagin@mail.ru

Надежда Валентиновна Котельникова

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83, кандидат географических наук, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (395-2)41-27-19, e-mail: irkplast@mail.ru

Рассмотрены этапы создания цифровой карты природного и культурного наследия территорий. Дана общая технологическая схема создания цифровой карты объектов и комплексов природного и культурного наследия. Представлены векторные слои и атрибутивная составляющая цифровой карты.

Ключевые слова: цифровая карта, природное наследие, культурное наследие, атрибутивные данные.

CREATION METHODS OF DIGITAL MAPS AND DATABASES OF NATURAL AND CULTURAL HERITAGE (FOR EXAMPLE ADMINISTRATIVE DISTRICT BURYATIA)

Victor E. Gagin

OAO EastSibAGC, 664011, Russia, Irkutsk, 14 Lower Seafront, candidate of technical sciences, tel. (395-2)99-22-20, e-mail: victor_gagin@mail.ru

Nadezda V. Kotelnikova

National Research Irkutsk State Technical University, 664074, Russia, Irkutsk, 83 Lermontova, candidate of geographical Sciences, associate professor of Surveying and Geodesy, tel. (395-2)41-27-19, e-mail: irkplast@mail.ru

The stages of creation of digital maps of natural and cultural heritage areas. Given a General technological scheme of creation of digital maps of objects and complexes of natural and cultural heritage. Presents vector layers and attribute component of digital maps.

Key words: digital maps, natural heritage, cultural heritage, attribute data.

В последнее время в картографической науке активно развиваются методологические и технологические аспекты новой отрасли картографии - геоинформационного картографирования. Электронные технологии геоинформационного картографирования практически заменили методы аналогового создания карт. Инструментами создания электронных карт и баз данных выступают географические информационные системы (ГИС) [1].

Общая технологическая схема создания цифровой карты объектов и комплексов природного и культурного наследия (ПиКН) представлена на рис. 1.

Рис. 1. Общая технологическая схема создания цифровой карты объектов и комплексов ПиКН

На этапе полевых работ производится координирование, заполнение полевого журнала обследования и фотографирование объектов.

Координирование объектов подразумевает получение географических координат в системе координат WGS-84 портативным GPS навигатором. В работе может использоваться GPS навигатор Garmin GPSMAP 62s. Данный навигатор позволяет получать координаты с точностью до 3 метров, что соответствует точности используемой цифровой топографической основы масштаба 1:100000.

В полевых журналах фиксируется следующая информация: дата, наименование объекта, номер точки (этот же номер вводится в память GPS навигатора), номер фотографии, краткое описание объекта, прочая информация.

Составительский этап включает в себя весь комплекс работ по составлению карты, который осуществляется средствами геоинформационных технологий: ГИС Карта 2008 (ПАНОРАМА) и ГИС MapInfo Professional.

ГИС Карта 2008 (ПАНОРАМА) предназначена для создания и редактирования цифровых карт, контроля качества, ведения баз данных, печати карт, обработки растровой информации и других работ, связанных с обработкой векторных данных.

ГИС MapInfo Professional является высокоэффективным средством для визуализации и анализа пространственной информации. В MapInfo Professional возможно выполнение сбора и хранения картографических данных в БД с учетом пространственных свойств и отношений объектов, а также их редактирование и обработка. В MapInfo Professional хорошо проработана система SQL-запросов, позволяющая выполнять аналитические исследования и в дальнейшем получать новые научные результаты.

В ГИС Карта 2008 (ПАНОРАМА) производилась обработка исходных топографических карт с расширением файлов *.sxf. путем сшивки трапеций и формировании отдельных векторных слоев общегеографических элементов. Осуществлялся контроль качества электронной основы карты, контроль метрики, топологии и т.п.

Следующим шагом явилось конвертирование векторных слоев в формат ГИС MapInfo Professional с расширением файлов *.map. В ГИС MapInfo Professional происходит окончательное формирование файлов слоев общегеографических (гидрография, населенные пункты, пути сообщений, границы, рельеф, промышленные и социальные объекты) и тематических (природное наследие, культурное наследие археологический тип, культурное наследие исторический тип, культурное наследие культурный тип, культурное наследие религиозный тип, другие объекты природы и культуры) элементов.

Файлы, которые образуются путем конвертации из ГИС Карта 2008 (ПАНОРАМА), проходят полную интерпретацию атрибутов и системы условных обозначений в среде ГИС MapInfo Professional, т.е., элементы картографической информации преобразовываются и приводятся к общей структуре классификатора.

Работа над тематическим содержанием карты заключается в процессе цифрования и локализации объектов и комплексов ПиКН на векторной основе общегеографического содержания, а также в формировании библиотеки условных обозначений и разработке легенды тематических элементов карты.

В процессе формирования легенды общегеографических объектов используется стандартизованная библиотека условных обозначений, применяемая при создании топографических карт масштаба 1:100 000.

При разработке условных обозначений тематического содержания учитываются метрические особенности объектов и комплексов ПиКН. В основном при их разработке применяется способ картографического отображения - локализованные значки. Поскольку объекты не выражаются в масштабе карты, то этот способ оптимально подходит для указания местоположения объектов.

При разработке некоторых элементов природного содержания использовался способ картографического отображения - линейные знаки. Данным способом возможно отображение границ площадных объектов.

Одним из главных процессов в разработке карты объектов и комплексов ПиКН, выполняемые в ГИС MapInfo Professional, является разработка и наполнение базы данных.

В ГИС основными компонентами являются пространственные и атрибутивные данные. Первые включают в себя все пространственно-кодированные данные: описания объектов реальности, цифровые изображения, цифровые карты, каталоги координат пунктов опорной геодезической сети и т.п. [2]. Атрибутивные данные представляются в форме специальных атрибутивных таблиц, состоящих из строк и столбцов. Таблица атрибутов объектов - это особый тип файла данных, хранящий информацию о каждой точке, дуге или полигоне. Она содержит стандартные атрибуты, появляющиеся в определенном порядке. Таблицы этого типа содержат все данные тематических атрибутов, связанные с пространственной информацией карты [3]. Совокупность этих данных составляет базу геоданных, или модель пространственных объектов.

Каждому слою карты соответствуют таблицы с тематическими атрибутами (семантические характеристики), что в совокупности составляет атрибутивную базу данных карты. Например, слой карты - Природное наследие, семантические характеристики - имя условного знака, имя слоя, название объекта, собственное название, класс наследия, тип наследия, вид наследия, вид объекта, название объекта, статус объекта наследия. Как уже говорилось, топографическая основа карты изначально формируется в программе ГИС Карта 2008, в которой в свою очередь регламентирована база атрибутивных данных, в том числе и семантические свойства объектов на весь масштабный ряд цифровых топографических карт. Данная информация при конвертации переходит в качестве атрибутов к объектам карты в ГИС MapInfo Professional.

При учете набора данных семантических характеристик объектов в общегеографических и тематических слоях цифровой карты природного и культурного наследия можно производить анализ, получать коэффициенты зависимостей явлений между собой, плотностей и т.п. С помощью ГИС-анализа появляется возможность получать новые картографические результаты.

После окончательной корректуры и редактирования инвентаризационной и ряда производных цифровых карт ПиКН производятся работы связанные с процессом издания карты. В ГИС MapInfo Professional происходит окончательное формирование компоновки и конвертация карты в графический редактор CorelDraw, который выступает в качестве инструмента, обеспечивающего окончательный вывод принтерной пробы карты.

Цифровая карта объектов и комплексов ПиКН Хоринского района Республики Бурятия создана в геоинформационной среде программного продукта MapInfo Professional , что позволяет пользователям:

- оперативно вносить изменения в интерактивную составляющую карты;

- обновлять атрибутивную информацию;

- производить конвертацию в другие форматы данных;

- осуществлять печать отдельных фрагментов и всей цифровой карты в различных масштабных иерархиях;

- выполнять запросы и поиск объектов определенных семантических свойств;

- проводить ГИС-анализ и получать новые оценочные картографические результаты;

получать оптимальную визуализацию путем построения трехмерных моделей местности и др.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Jones C. Geographical Information Systems and Cumputer Cartography. Longman Limited, 1997. P. 319.

2. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков [Текст] : учебник / И.К. Лурье // 2-е издание, испр. - М.: КДУ, 2010. - С. 424.

3. Атрибутивная информация в ГИС [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://memel.ucoz.ru/index/0-10.

© В. Е. Гагин, Н. В. Котельникова, 2014