CC BY
14СОЗДАНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ АНИМАЦИИ ЗАСТРОЙКИ ГОРОДА САРАНСКА В 1960-2020 ГОДАХ
В последние десятилетия ведется активная застройка города Саранска, которая заключается в расширении жилой территории и обновлении жилых и административных зданий [1]. Активное развитие города Саранска началось в 60-е годы ХХ века. В этот период произошло деление города на три административных района (Ленинский, Пролетарский и Октябрьский), которые активно застраиваются в настоящее время. Изменения в застройке по годам можно проследить с помощью картографической анимации и карт застройки города Саранска [2].
Для принятия верных управленческих решений необходимо оперативно смоделировать и произвести пространственный анализ городской среды. Решение данной задачи возможно с помощью применения геоинформационных (ГИС) технологий, которые накапливают, хранят, анализируют и интерпретируют информацию о пространственных объектах [3].
Саранск - столица Республики Мордовия, основан в 1641 году. Это крупный политический, административный, экономический, научный, спортивный и культурный центр республики.
По данным Федеральной службы государственной статистики по Республике Мордовия, на 1 января 2020 года численность населения составляет 317 432 человек [4].
В границах города, кроме деления на упомянутые выше административные районы, принято выделять и иную систему сложившихся планировочных районов, имеющих устоявшиеся исторические названия: «Центр», «Светотехстрой», «Элеватор», «Юго-Запад», «Химмаш», «Низы», «Посоп», «ТЭЦ-2», «Цыганский», «Промзона», «Юбилейный», «Ремзавод». Такая система формирует неофициальное деление внутригородских территорий. На сегодняшний день векторы градостроительного развития
предусматривают как точечную (реже квартальную) застройку внутри сложившихся планировочных комплексов, так и формирование новых жилых массивов, общественно-деловых и промышленных зон с территориальной локализацией между ними.
В соответствии с Генеральным планом г.о. Саранск, в структуре территории города с учетом исторически сложившихся особенностей выделяются жилые, общественно-деловые, специальные обслуживающие и общественные, рекреационные, производственные зоны, а также зоны сельскохозяйственного использования, транспортной инфраструктуры, специального назначения и перспективного развития (табл. 1).
Таблица 1. Характеристика территориальных зон города Саранска [5]
Территориальные зоны Характер зон
Жилые зоны — зона многоквартирной жилой застройки, 5 и выше этажей; — зона многоквартирной смешанной жилой застройки, 2 и выше этажей; — зона многоквартирной жилой застройки, 2 - 4 этажа; — зона застройки индивидуальными жилыми домами городского типа; — зона садоводческих и дачных некоммерческих объединений, расположенных в границах города; — зона обслуживания общественно-деловой и коммерческой активности городского типа
Общественно-деловые зоны — зона центров обслуживания общественно-деловой и коммерческой активности местного (локального) уровня; — зона центров обслуживания общественно-деловой и коммерческой активности местного уровня на периферийных территориях (в поселках); — зона обслуживания деловой и коммерческой активности при транспортных узлах; — зона торговли, коммерческой активности и мелкого производства
Специальные обслуживающие и общественные зоны — зона объектов здравоохранения; — зона объектов науки, высшего и среднего специального образования; — зона спортивных и спортивно-зрелищных сооружений
Рекреационные зоны — зона парков; — зона лесопарков и городских лесов
— зона рекреационно-ландшафтных территорий; — зона ООПТ и федеральных лесов; — зона ландшафтных территорий специального назначения
Производственные зоны — зона объектов и предприятий I класса опасности; — зона объектов и предприятий II класса опасности; — зона объектов и предприятий III класса опасности; — зона объектов и предприятий IV класса опасности; — зона объектов и предприятий V класса опасности
Зоны сельскохозяйственного использования — зона объектов и производства агропромышленного комплекса I класса опасности; — зона сельскохозяйственных угодий; — зона садоводческих и дачных некоммерческих объединений, расположенных в границах сельских населенных пунктах и на землях сельскохозяйственного назначения
Зоны транспортной инфраструктуры — зона железнодорожного транспорта;
Зоны специального назначения — зона специальных и режимных объектов ограниченного доступа; — зона кладбищ и мемориальных парков
Зоны перспективного развития — зона развития производственных территорий
В качестве статистических данных была использована характеристика жилого фонда города Саранска. В качестве исходного картографического источника было принято геоизображение города Саранск на сервисе Яндекс.Карты, полученное в программе SAS.Planet.
Для создания 3D-модели застройки города Саранска было использовано программное обеспечение Агг^^ 10.0. Картографическая анимация может быть создана с помощью приложения АгсМар и Агс^сепе [6]. AгcScene - это средство трехмерного просмотра изображений программного обеспечения AгcGIS 10.0, которое подходит для создания перспектив, которые можно использовать для навигации и работы с векторными и растровыми данными [7].
Для создания трехмерной анимации было использовано приложение AгcScene. А^сепе позволяет создавать сцены с перспективными видами, где можно перемещать и взаимодействовать с данными геоинформационной системы [8]. Можно представлять на поверхности растровые и векторные данные, а также вытягивать по высоте векторные объекты для придания им трехмерных свойств [2].
Располагая соответствующими данными, была создана трехмерная картографическая анимация распределения застройки по годам образования
(рис. 1). В АгсМар создавались отдельные кадры, которые отображают годы постройки зданий с разницей в 10 лет. Для создания 3D-модели городской застройки в атрибутивную таблицу данных слоя застройки была внесена информация о высоте объектов. После добавления слоя в AгcScene необходимо вытянуть здания по высоте. Для этого в свойствах слоя есть функция вытягивания. Через конструктор выражений необходимо выбрать поле с соответствующими показателями. Затем устанавливаются базовые высоты для объектов.
Рис. 1. Трехмерная модель распределения застройки по годам образования на территории города Саранска
Для того, чтобы создать анимацию, необходимо создать отдельные кадры, отображающие территорию. В результате был получен 21 кадр. Для этого на панели инструментов в AгcScene была выбрана команда «Анимация», также на этой панели есть команда «Менеджер анимации», которая позволяет просмотреть всю информацию по созданным кадрам (рис. 2). Проигрывание анимации можно задать двумя способами: по длительности и по числу кадров.
Рис. 2. Менеджер анимации
После проведения всех необходимых действий, в случае, если полученный результат удовлетворяет всем требованиям, анимация экспортируется через инструмент «Экспорт анимации». Формат экспортированного файла Audio Video Interleave (*.avi) воспроизводится в любом видео-приложении. Анимация проигрывается путем интерполяции позиции камеры между кадрами в ролике. В этом случае анимация показывает виртуальный переход между видами, которые были записаны.
В анимации годы постройки зданий показаны с интервалом в 10 лет. Анализируя трехмерную анимацию исследуемой территории, можно сделать вывод, что до 1960 года город Саранск застраивался больше всего в центральной части города. После 1960 года жилой фонд города был увеличен, и городская территория формально разделилась на четыре района: центральный, северо-восточный, северо-западный и юго-западный.
Изучив подробно характеристику жилого фонда города Саранска и трехмерную анимацию застройки, было выявлено, что в период с 1960 по 1969 было построено максимальное количество зданий (420). С 1990 года начался спад строительства жилых зданий, который продолжается до сих пор. В первое десятилетие 2000-х отмечалась минимальная застройка.
Спроектированные в ГИС ArcGIS 10.0 карты предназначены для обеспечения принятия управленческих решений в области реализации градостроительной политики, основанных на количественных и качественных показателях городской застройки исследуемой территории в границах города Саранска.
Анимированные изображения позволяют в интуитивно понятном формате визуализировать сложные изменения городской среды. С использованием созданных картографических анимаций возможно проводить оценку зон, обладающих высоким потенциалом застройки в кратко- и среднесрочной перспективе, выявлять несоответствия нормативам плотности застройки городской среды и разрабатывать мероприятия по минимизации таких тенденций в будущем.
Спроектированные карты и 3D-модели застройки являются информационной основой для геопространственного анализа характеристик интенсивности использования территории, трендов градостроительного освоения, понимания причинно-следственных связей между природными условиями, определяющими композиционные оси застройки, устойчивость грунтов и др., логикой формирования транспортных систем, промышленных зон и жилых районов, общественно-деловых и рекреационных зон.
Список использованных источников
1. Применение ГИС-технологий для оценки социальной комфортности проживания населения в городе / Н. Г. Ивлиева, Т. А. Долгачева, В. Ф. Манухов, Бучацкая Н. В. // ИнтерКарто/ИнтерГИС. 2010. Т. 16. С. 140-144.
2. Ивлиева Н. Г., Манухов В. Ф. Интеграция 3D-моделирования и ГИС // Научные труды Кубанского государственного технологического университета. 2014. С. 438-439.
3. Основы геоинформатики: в 2 кн. / Е. Г. Капралов, А. В. Кошкарев, В. С. Тикунов [и др.]; под ред В. С. Тикунова. М. : Академия, 2004. - Кн. 1. 352 с.
4. Оценка численности постоянного населения на 1 января 2021 года / Территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Республике Мордовия // Федеральная служба государственной статистики : официальный сайт. URL: https://mrd.gks.ru/folder/27964/ (дата обращения: 20.03.2021).
5. ФГИС ТП: Федеральная государственная информационная система территориального планирования // Министерство экономического развития Российской Федерации : официальный сайт. URL: https://fgistp.economy.gov.ru/ (дата обращения: 31.01.2021).
6. Тесленок С. А., Тесленок К. С., Манухов В. Ф. Опыт использования
возможности алгебры растров в геоэкологических исследованиях // Известия Смоленского государственного университета. 2014. № 1 (25). С. 368-379
7. Долгачева Т. А., Аникин В. В., Долгачева А. С. Создание картографической анимации и 3D-модели городской застройки Пролетарского района города Саранска // Огарёв-online : электронный журнал. 2019. URL: http://journal.mrsu.ru/wp-content/uploads/2019/12/2animaciya_dolgachev a_itogovaya.pdf (дата обращения:20.03.2021).
8. Манухов В. Ф., Ивлиева Н. Г. О построении картографических изображений средствами ГИС-пакетов // Педагогическая информатика. 2015. № 1. С. 55-63.
Shinelev Artyom
bachelor, field of study «Cartography and geoinformatics», faculty of geography, National Research Ogarev Mordovia State University, Saransk
CREATION OF CARTOGRAPHIC ANIMATION DEVELOPMENT
OF THE CITY OF SARANSK IN 1960-2020
Abstract. To make managerial decisions on the organization of the modern urban environment, it was necessary to create a cartographic animation of the development of the city of Saransk in 1960-2020. The simulation was carried out on the basis of electronic layers and spatial databases. The characteristics of the public housing of the city of Saransk were used as statistical data. The cartographic basis of the project was the geo- picture of the city of Saransk on the Yandex. Maps service.
Keywords: cartographic animation, geoinformation technologies, urban development, 3D graphics.
© АНО СНОЛД «Партнёр», 2021
© Шинелёв А. Е., 2021
