Научно-методические основы формализации процессов составления тематических карт для реализации инструментальной справочно-аналитической геоинформационной системы

Дышлюк Светлана Сергеевна; Николаева Ольга Николаевна; Ромашова Лариса Анатольевна; Сухорукова Светлана Алексеевна

Картография

КАРТОГРАФИЯ

УДК 528.91

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ СОСТАВЛЕНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЙ СПРАВОЧНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

Светлана Сергеевна Дышлюк

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,

ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики СГГА, тел. 8-923-228-18-64, e-mail: [email protected]

Ольга Николаевна Николаева

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,

ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры экологии СГГА, e-mail: [email protected]

Лариса Анатольевна Ромашова

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,

ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики СГГА, тел. (383)361-06-35

Светлана Алексеевна Сухорукова

Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск,

ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики СГГА, тел. 8-923-114-47-67, e-mail: [email protected]

В статье рассмотрены научно-методические основы формализации процессов создания тематических карт в ГИС-среде, предполагающие прежде всего четкое пошаговое описание этих процессов. Предложены принципы формализации процессов составления тематических карт, технологическая схема, включающая ряд этапов, последовательное осуществление которых позволяет решить типовые задачи ИСА ГИС. В соответствии с предложенным перечнем формализованных типовых задач, предложена классификация создаваемых тематических карт в ИСА ГИС, а также определены действия пользователя при решении как административно-управленческих, так и научно-справочных задач с помощью ИСА ГИС.

Ключевые слова: тематические карты, формализация, способы отображения, ГИС.

49

Картография

METHODOLOGICAL BASIS FOR FORMALIZATION OF THEMATIC MAP-MAKING PROCESSES FOR INFORMATION-AND-REFERENCE ANALYTICAL GIS IMPLEMENTATION

Svetlana S. Dyshlyuk

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph.D, senior lecturer of the department of Cartography and Geoinformatics, tel. 8-923-228-18-64, e-mail: [email protected]

Olga N. Nikolayeva

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph.D, senior lecturer of the department of Ecology, e-mail: [email protected]

Larisa A. Romashova

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph.D, senior lecturer of the department of Cartography and Geoinformatics, tel. (383)361-06-35

Svetlana A. Sukhorukova

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph.D, senior lecturer of the department of Cartography and Geoinformatics, tel. 8-923-114-47-67, e-mail: sasuhorukova@yandex. ru

Methodological basis for formalization of thematic map-making processes in GIS-environment, involving precise step-by-step description of the processes is considered. The principles of thematic map-making processes formalization are offered. The flowchart, including a number of steps to be sequentially implemented, permits solving routine problems of information-and-reference analytical (IRA) GIS. In accordance with the offered list of formalized routine problems classification of the thematic maps made for IRA GIS is presented. The user actions in solving both administrative-and-managerial and scientific-and-reference problems by means of IRA GIS are also determined.

Key words: thematic maps, formalization, representation methods, GIS.

Исследование выполнено при финансовой поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России 2009-2013 годы» (ГК № 02.740.11.0735).

Формализация в общем случае понимается как представление какой-либо содержательной области (рассуждений, доказательств, процедур классификации, поиска информации научных теорий) в виде формальной системы, или исчисления [1]. В настоящее время, с учетом повсеместного использования компьютерной техники и ГИС-технологий, формализация процессов создания карт является одной из актуальных задач картографии. Как отмечает ряд авторов [2, 3], внедрение формальных процедур в картографические работы позволяет автоматизировать выполнение наиболее рутинных и трудоемких этапов создания карты, благодаря чему высвобождается время для экспериментов и творчества в области картографического моделирования и оформления карт.

Формализация процесса создания тематических карт в ГИС-среде предполагает прежде всего четкое пошаговое описание этого процесса, опирающееся

50

Картография

на ряд принципов, которые определяют характеристики картографируемых показателей и методику составления цифровых карт.

Нами были разработаны следующие принципы:

1. Сложный и многогранный процесс создания тематических карт сводится к решению в ИСА ряда типовых задач. Формулировка задач максимально проста и понятна пользователю и требует от него лишь выбора показателей картографирования, которые будут использоваться на создаваемой карте. Далее построение карты происходит в автоматическом режиме. Данный принцип значительно упрощает использование ИСА ГИС широкими слоями населения, привыкшего работать с готовыми картами, но не имеющего опыта в их составлении.

2. При решении конкретной типовой задачи используются показатели, официально утвержденные и принятые Федеральной службой государственной статистики при ведении Российской государственной статистики. Данный принцип обеспечивает интуитивную понятность процесса составления карт как работникам административных органов, так и специалистам научноисследовательских учреждений разного рода, поскольку им приходится иметь дело с привычным понятийным аппаратом и терминологией.

3. Для картографической реализации типовых задач, решаемых ИСА ГИС, целесообразно применять способы картографического отображения, выбранные с учетом характера распространения картографируемых объектов (явлений) и специфики отображаемых показателей. В частности:

- способ картограммы - используется для показа относительных статистических показателей по единицам административно-территориального деления;

- способ картодиаграммы - используется для изображения абсолютных статистических показателей по единицам административно-территориального деления с помощью диаграммных знаков;

- способ изолиний - применяется для изображения непрерывных, плавно изменяющихся явлений, образующих физические поля;

- способ линейных знаков - используется для изображения реальных или абстрактных объектов, локализованных на линиях;

- способ значков - применяется для показа объектов, локализованных в пунктах и обычно не выражающихся в масштабе карты;

- способ ареалов - состоит в выделении на карте области распространения какого-либо сплошного или рассредоточенного явления.

Данный принцип обеспечивает наглядность и высокую информационную емкость создаваемых карт.

4. Технологическая последовательность решения типовой задачи предусматривает возможность размещения полученной карты в сети Интернет. Конвертация карты осуществляется в ГИС-приложение, при этом используется специально разработанный конвертор. В результате создается полноценная копия карты в векторном формате данных, в которой при необходимости имеется возможность создания новых и редактирования имеющихся данных. Этот

51

Картография

принцип как обеспечивает легкость публикации созданных карт, так и упрощает обмен картографической информацией с другими пользователями ИСА ГИС.

Разрабатываемая ИСА ГИС предназначена для сбора, хранения, обработки и использования различной информации о природных, социально-экономических и экологических объектах и явлениях, локализованных в пределах конкретного региона. Использование ИСА ГИС даст возможность осуществлять разнообразные аналитические манипуляции над пространственно распределенными данными и наглядно отображать результаты пространственного анализа на цифровых и электронных картах, являющихся научно-справочным пособием для специалистов органов государственной власти и местного самоуправления.

Информационное наполнение ИСА ГИС, воплощенное на практике в виде баз данных, цифровых и электронных карт, найдет широкое практическое применение при поиске путей наиболее сбалансированного социально-экономического развития, разработке различных программ экономического развития региона, при обосновании инвестиций, подготовке нормативных и правовых актов. Поэтому для формирования у пользователей ИСА ГИС полноценного и всестороннего представления об экономической структуре данного региона, информационное обеспечение должно включать в себя статистические данные, на базе которых в ИСА ГИС формируются информационные блоки:

1) социальный: население, труд и занятость, уровень жизни, образование, здравоохранение, правонарушения, промышленное производство, сельское хозяйство, строительство, транспорт и связь;

2) экономический: торговля и услуги населению; финансы, внешнеэкономическая деятельность;

3) природный: окружающая среда.

Для успешной реализации ИСА ГИС предлагается технологическая схема, включающая ряд этапов, последовательное осуществление которых позволяет решить типовые задачи, сформулированные в информационных блоках (рис. 1).

Рис. 1. Технологическая схема реализации типовых задач ИСА ГИС

52

Картография

Пользователю ИСА ГИС предлагается широкий спектр тематики создаваемых карт, освещающих различные аспекты состояния окружающей среды, экономики и социальной жизни. Исходя из этого сформулирован перечень типовых задач, решаемых пользователем:

1. Определение плотности или распространения каких-либо объектов или явлений на заданной территории.

2. Определение удельного веса каких-либо объектов или явлений.

3. Отображение структуры какого-либо объекта или явления.

4. Отображение динамики какого-либо объекта или явления.

Для каждой из вышеперечисленных задач формализован перечень исходных данных, расчетные показатели и методика расчета, используемые способы картографического отображения. В соответствии с предложенным перечнем формализованных типовых задач, создаваемые тематические карты в ИСА ГИС имеют следующую классификацию (рис. 2).

Рис. 2. Классификация тематических карт в ИСА ГИС по запросам пользователей

Таким образом, действия пользователя сводятся к выбору темы создаваемой карты и способу локализации исходных данных (рис. 3).

53

Картография

Рис. 3. Алгоритм действий пользователя

В целом перечень карт, создаваемых в среде ИСА ГИС, охватывает все основные сферы жизнедеятельности любого региона, что обеспечивает территориальную независимость создаваемой ИСА ГИС. Благодаря формализации пользовательских задач и стандартизации исходных данных, используемых для их решения, разрабатываемая ИСА ГИС становится универсальным программным средством, позволяющим создавать картографическое обеспечение для решения как административно-управленческих, так и научно-справочных задач.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Большой энциклопедический словарь. - М.: АСТ, 2008. - 1248 с.

2. Геоинформатика: учебн. для вузов / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов; Под ред. В.С. Тикунова. - М.: Академия, 2005. - 480 с.

3. Кравченко О.Л. Смежные дисциплины и предмет геоинформатики [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.geodesy.net.ru/rubrik/gis/geoinformatika/smezhnye-

distsipliny-i-geoinformatiki.

Получено 31.03.2011

54