Создание научно-справочного аналитического ГИС-атласа Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Картография и геоинформатика

УДК 528.28

СОЗДАНИЕ НАУЧНО-СПРАВОЧНОГО АНАЛИТИЧЕСКОГО ГИС-АТЛАСА

Валерий Иванович Татаренко

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

ул. Плахотного, 10, доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой техно-сферной безопасности, тел. (383)344-42-39

Елена Леонидовна Касьянова

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

ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, доцент кафедры картографии и геоинформатики, тел. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

Марина Анатольевна Нольфина

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

ул. Плахотного, 10, аспирант кафедры картографии и геоинформатики, тел. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

В статье рассмотрены типы электронных атласов, выделены их функциональные возможности, которые дополняются с увеличением классификационного номера. Определено назначение проектируемого ГИС-атласа: научно-справочный, обладающий возможностью проводить аналитические операции. Дано его определение. Описаны основные этапы создания научно-справочного аналитического ГИС-атласа.

Ключевые слова: карта, электронный атлас, ГИС-атлас, атласные информационные системы.

MAKING OF INFORMATIONAL SCIENTIFIC ANALYTIC GIS-ATLAS

Valery I. Tatarenko

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Professor, head of the Department of Technospheric Safety, tel. (383)344-42-39

Elena L. Kasyanova

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Ph. D., Docent department of Cartography and GIS, tel. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

Marina A. Nolfina

Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., PG student, department of Cartography and GIS, tel. (383)361-06-35, e-mail: [email protected]

This article deals with different types of electronic atlases and marks its functional features, which are increasing with the increasing classification number. The purpose of designed GIS-atlas is defined as: scientific and reference with the capability to perform analytic operations. The definition of such atlas is given. Standard stages of making such an atlas are described.

Key words: map, electronic atlas, GIS-atlas, atlas informational system.

129

Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014

Важнейшим направлением развития картографии на современном этапе совершенствования компьютерной техники и программного обеспечения является комплексное представление в компьютерной форме картографической информации. Для решения экономических и хозяйственных территориальных научноприкладных задач необходима пространственная и статистическая информация о территории, которая позволяет проводить анализ, планировать и прогнозировать ее динамику [1]. Информацию такого рода удобно и целесообразно представлять в виде атласа с функциями ГИС. Географическая карта (одна из составляющих ГИС-атласа) является образно-знаковой, уменьшенной, построенной в картографической проекции, обобщенной геоинформационной моделью действительности, показывающей расположенные на поверхности Земли объекты.

Атлас создается для передачи полной, комплексной информации о территории, изучения и рационального использования природных (в том числе земельных) ресурсов и охраны окружающей среды, комплексного и рационального развития экономических районов, использования в качестве информационной основы при ведении различного рода работ и пр.

Существует классификация атласов по различным признакам. Один из таких признаков - представление информации: атласы, изданные на бумаге, электронные, цифровые, электронно-цифровые.

В свою очередь электронные атласы (ЭА) подразделяют на пять типов, обозначенных цифрами (1-5) из-за отсутствия краткого характеризующего термина. Функциональные возможности таких атласов расширяются от меньших типов к большим. Среди них можно выделить следующие: аналитические функции, функции просмотра, функции редактирования, структура данных, форматы данных, требования к программному обеспечению.

Кроме вышеперечисленных атласов существуют атласные информационные системы (АИС), которые могут визуализировать геопространственные данные, интегрировать экспертные системы, проводить различный анализ [2].

Еще большими возможностями, чем АИС, обладают ГИС-атласы и справочно-картографические ГИС.

ГИС-атлас - это электронный атлас, в котором геоизображения представлены в виде слоев географической информационной системы, обладающий развитыми аналитическими функциями, позволяющий комбинировать, совмещать, сопоставлять карты (слои), а также проводить всевозможный анализ [3], например, геоинформационный анализ, представляющий собой анализ размещения, структуры, взаимосвязей объектов и явлений с использованием методов пространственного анализа и геомоделирования.

Справочно-картографические ГИС (СК ГИС) - специализированные системы, оснащенные большим количеством картографической информации, основанные на профессиональном программном обеспечении с функциями геоинформационных систем. Принципиальным отличием этих систем от других видов атласных произведений является возможность работы с картами пользователем в интерактивном режиме, а также формирования новых карт непосредственно в процессе запроса [4].

130

Картография и геоинформатика

Существуют различные требования, предъявляемые к ГИС-атласам и СК ГИС, например, к их аналитическим функциям, которыми должны обладать такие системы:

- оверлей;

- анализ близости;

- картометрические функции;

- анализ видимости-невидимости;

- прогнозирование;

- зонирование;

- интерполяция;

- декомпозиция и объединение объектов;

- буферизация;

- переклассификация.

Проектируемый ГИС-атлас по назначению является научно-справочным и обладает возможностью проводить аналитические операции. Поэтому, на наш взгляд, целесообразно расширить его определение, назвав его научносправочный аналитический ГИС-атлас (НСА ГИС-атлас).

НСА ГИС-атлас - цифровой атлас (вид ГИС-атласа - научно-справочный по назначению), предназначенный для следующего:

- выполнения различных аналитических функций, которые адаптируются под раздел атласа;

- анализа динамических данных, в том числе загружаемых пользователем;

- представления информации в систематизированном виде набора картографических слоев и массивов мультимедийных геоданных [5].

В предлагаемом авторами варианте атласа имеется возможность дополнять статистические данные и получать на их основе обновленные тематические карты, а также добавлять данные, на основе которых могут быть составлены новые карты или разделы атласа. В зависимости от выбранного раздела и карты пользователю будет предоставлен конкретный набор инструментов просмотра и анализа.

На рисунке представлены общие этапы создания НСА ГИС-атласа.

Этапы создания НСА ГИС-атласа во многом соответствуют типовым этапам ГИС-приложения [6-10] и подробнее рассмотрены далее.

1. Постановка задания, выбор объекта картографирования. Определяются тематика картографирования, виды и форматы исходных данных.

2. Разработка сценария. Сценарий - это редакционный план, программа, структурная схема мультимедийного атласа, которая отражает связь отдельных сцен, карт, элементов (кадров) [3].

Сценарий содержит:

- макет компоновки страниц;

- тематические разделы и список карт, входящих в них;

- проектирование базы данных.

131

Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014

Рис. Этапы создания НСА ГИС-атласа

132

Картография и геоинформатика

3. Анализ и сбор имеющейся информации, выбор форм представления.

Информация анализируется и систематизируется по разделам атласа.

В зависимости от имеющихся исходных данных, решаемых задач, пользовательских функций выбираются форматы хранения растровых и векторных данных.

Растровые форматы данных: GeoTIFF - расширение формата TIFF для передачи изображений, которые имеют пространственную привязку. Включает информацию о проекции, системе координат, параметрах геометрической корреляции.

Векторные форматы данных: SHP - формат данных ГИС ArcView, описывается несколькими файлами с расширениями: .shp - позиционные данные; .shx - индекс формы пространственных данных; .dbf - атрибутивные данные. TAB - формат ГИС MapInfo, описывается файлами с расширениями: .tab - текстовое описание структуры данных таблиц; .dat - табличные данные; .map - графические объекты; .ID - список указателей (индекс) на графические объекты.

4. Разработка структуры и содержания (редакционно-технических указаний по составлению тематического содержания карт) атласа. Выбирается принцип построения структуры (например, иерархическая) атласа, определяются способы составления и правила генерализации тематического содержания элементов, а также создается структура связей между разделами и объектами атласа.

5. Выбор программных продуктов и разработка дополнительных программных модулей. Программное обеспечение подразделяется на стандартное и специализированное.

6. Проектирование макета и пользовательского интерфейса. Осуществляется формирование тематических разделов атласа, преобразовывается в цифровую форму картографическая и другая информация. Создается макет пользовательского интерфейса из типовых блоков и прорабатывается содержание каждого из блоков.

7. Разработка проектной документации. С учетом полученной на этапе обследования информации выполняется проектирование НСА ГИС-атласа, разрабатывается проектная документация (в том числе техническое задание). Техническое задание включает объяснительную записку, определяющую назначение, тип, картографируемую территорию, формат, объем, источники для составления. Даются сведения о масштабе, проекции, наличии пояснительного текста, иллюстраций (профилей, графиков и пр.), их взаимосвязей.

8. Синтез компьютерной модели объекта. Компоновка базы данных и установление связей между объектами атласа.

9. Проверка и отладка работоспособности. Проведение тестового испытания работоспособности с целью выявления недостатков и определения технических средств, используемых для дальнейшего функционирования и передачи пользователю.

10. Создание руководства пользователя. Руководство пользователя - это документ, который относится к пакету эксплуатационной документации. Ос-

133

Вестник СГГА, вып. 4 (28), 2014

новная цель его заключается в обеспечении нужной информацией пользователя при самостоятельной работе с программой или автоматизированной системой.

Основные разделы:

- назначение системы;

- условия применения системы;

- подготовка системы к работе;

- описание операций;

- аварийные ситуации.

11. Создание программы инсталляции (дистрибутива). На данном этапе создается дистрибутив программного продукта, который будет инсталлироваться с электронного носителя на компьютер пользователя.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Лисицкий Д. В. Перспективы развития картографии: от системы «Цифровая земля» к системе виртуальной геореальности // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 2 (22) - С. 8-16.

2. Основы геоинформатики: в 2 кн. Кн. 1: учеб. пособие для студ. вузов / Е. Г. Капралов, А. В. Кошкарев, В. С. Тикунов и др. - М.: Академия, 2008. - 384 с.

3. Берлянт А. М. Картографический словарь. - М.: Научный мир, 2005.

4. Писарев В. С. Справочно-картографические ГИС: назначение, сущность, технология и опыт реализации // Геодезия и картография. - 2008. - № 2. - С. 31-35.

5. Мультимедийное направление в картографии / Д. В. Лисицкий, А. А. Колесников, Е. В. Комиссарова и др. // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2014. - № 3. - С. 40-44.

6. Хорошилов В. С., Сухорукова С. А., Дышлюк С. С. Применение ГИС-технологий в территориальном планировании // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. -№ 2/1. - С. 124-126.

7. Утробина Е. С., Писарев В. С. Разработка структуры пользовательского интерфейса ИСА ГИС // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 2. - С. 91-94.

8. Татаренко В. И., Касьянова Е. Л., Кикин П. М. Создание карт в инструментальной справочно-аналитической ГИС // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. - № 2/1. -С.126-130.

9. Дышлюк С. С., Утробина Е. С. Формирование и наполнение базы данных статистического учета экономических характеристик региона в ИСА ГИС // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 2. - С. 110-115.

10. Дышлюк С. С., Пошивайло Я. Г. ИСА ГИС - новый инструмент для решения задач территориального // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. К 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. 36-40.

Получено 28.11.2014

© В. И. Татаренко, Е. Л. Касьянова, М. А. Нольфина, 2014

134