CC BY
50
УДК 528.9:004 Е.Л. Касьянова СГГА, Новосибирск
СПОСОБЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ КАРТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В СЕТИ ИНТЕРНЕТ
Ye.L. Kasyanova SSGA, Novosibirsk
MODES OF CARTOGRAPHIC REPRESENTATION IN INTERNET
The paper deals with the formats of geospatial data e-presentation and the modes of cartographic representation in internet.
Все данные в геоинформационных системах хранятся в виде набора тематических слоев, которые объединены на основе их географического положения. Это дает возможность пользователям работать как с векторными, так и с растровыми моделями данных, способствует принятию эффективных решений задач, касающихся пространственной информации.
Все картографические произведения, создаваемые в электронном виде, по формату их представления можно разделить на две группы: растровые и векторные.
Растровый формат представления является самым простым способом представления картографических произведений (карт, схем, планов и т. д.). Изображение хранится в форматах *.tiff, *.jpg, *bmp, *gif и представлено одним файлом. Показ таких растровых изображений в операционной системе Windows осуществляется посредством Html страниц и воспроизводится Internet Explorer.
По составу растровая карта представляет собой совокупность элементов растрового изображения - пикселей. Структурно цифровое картографическое изображение электронной карты представляет собой прямоугольную матрицу пикселей с характеристикой яркости и цвета каждого пикселя.
К определенным областям (площадным, линейным и точечным) растровый картографических изображений можно добавлять гиперссылки на отдельные Html страницы, с дополнительно размещенной информацией. Это делает растровую карту похожей на векторную, с той лишь разницей, что привязка дополнительной информации (в данном случае установление связи с Html страницей) идет к области пикселей.
Таким образом, растровую карту можно снабжать различной дополнительной информацией, что делает ее более полной и информативной.
Недостатком растрового изображения является большой, чем векторного изображения, объем памяти и большее время, необходимое на его вывод на экран монитора. Поэтому размер выводимого растрового изображения обычно не более чем в 2-3 раза превышает размер экрана дисплея. При отображении
больших территорий электронная карта «разрезается» на листы. Внесение изменений и редактирование растровых изображений - трудоемкая и не тривиальная задача. Кроме того, изменение масштаба изображения электронной карты сопровождается значительной потерей качества изображения.
Векторный формат представления картографических изображений является сложной структурой представления данных, когда каждая линия в изображении описана двумя составляющими: угол и направление.
Картографические векторные изображения отображаются специализированными ГИС программами и вьюверами. Объекты на таких картах могут быть представлены по локализации четырьмя типами: точками (точечные объекты), площадями (ареалы, полигоны, контура и т. д.), линиями (линии) и подписями.
Особенностью при работе с векторными картографическими изображениями в ГИС программах является то, что каждому объекту на карте соответствует своя запись в таблице, где хранится ГО каждого объекта и вводимая пользователями дополнительная семантическая информация.
Достоинством векторного формата является: его малый размер по сравнению с растровым, высокое качество изображения при любом увеличении, удобная навигация по карте, возможность получения информации о каждом объекте по карте.
Векторная карта содержит три основных компонента:
- Формат представления информации;
- Классификатор информации;
- Правила цифрового описания объектов.
Формат определяет внутреннее устройство векторной карты. От него зависят такие характеристики, как объем файла векторной карты и время доступа к требуемому объекту. Производители программного обеспечения создают все новые и новые форматы, которые позволяют оптимизировать те или иные функции, поэтому в настоящее время существует несколько десятков форматов векторных карт. Единого стандарта в представлении векторных форматов пока нет. Классификатор информации представляет собой электронный структурированный список всех объектов, которые могут встретиться на карте, и всех атрибутов, которые производят векторные карты, и далее сопровождают эти карты при их использовании. Это необходимо ввиду того, что, как правило, в базе данных векторной карты хранятся цифровые записи типа: 31410000, 2, 15, 1.5, что означает: 31410000 - объект «река», 2 - тип объекты - линейный, 15 - глубина - 15 м, 1.5 - скорость течения - 1,5 м/с. Все вышеописанные расшифровки хранятся в классификаторе, поэтому без него векторная карта - бессмысленный набор цифр.
Правила цифрового описания определяют процесс создания геометрического образа объектов векторной карты. Например, объект «мост» может быть описан координатами центра моста и вектора, определяющего
направление моста. Может быть и другое описание: координатами двух концов двух концов моста. Поэтому правила цифрового описания призваны установить единообразное описание однотипных объектов карты. Правила, так же как и классификатор, должны сопровождать саму векторную карту, ведь для того чтобы правильно нарисовать мост на экране, необходимо знать, по каким правилам он был создан.
Следует отметить, что производители векторных карт зачастую создают свои собственные форматы, классификаторы, и правила цифрового описания, поэтому векторные карты различных источников несовместимы между собой.
Основной недостаток векторных карт - существенные затраты на производство.
Однако неоспоримое преимущество векторных карт - возможность автоматической обработки ее компьютером, объясняет все большее и большее их распространение во всевозможных компьютерных приложениях, в том числе и для навигационных целей в авиации.
Представление растровых картографических изображений осуществляется по примерной схеме, приведенной ниже:
Пользователь открывает на своем компьютере растровое картографическое изображение (карту, схему и т. д.) и для каждого возможного дальнейшего действия пользователю открывается нужная Html страница. Преимущество такого способа отображения заключается в простоте создания Html страниц и их просмотра, так как не требуется дополнительных программных средств на компьютере пользователя. Таким образом в сетях Интернет/Интранет показывают схемы проезда, различные виды маршрутов, картографические изображения, где нет необходимости составления объемной базы данных об объектах карт.
Представление векторных картографических изображений в интернет-ГИС имеет сложную архитектуру и, как правило, состоит из нескольких основных блоков:
- Клиентская (демонстрационная) часть, предназначенная для просмотра и работы с картографической информацией;
Серверная программа, используемая для объединения всей информации из многочисленных источников, ее приема и передачи по сети Интернет;
- Приложение, обеспечивающее настройку и управление.
Клиентская часть обеспечивает доступ, визуализацию, формирование запросов и прием информации при анализе картографических данных. В качестве клиентских приложений могут выступать динамические HTML-страницы, JAVA-приложения, ActiveX-объекты, требующие предварительной установки.
Серверная программа - многозадачное приложение, функционирующее на картографическом сервере и обрабатывающее приходящие запросы. В ответ на запросы формируется растровое (JPEG, GIF, PNG) или векторное изображение, отсылаемое клиентскому приложению. Одновременно выполняется функция выборки атрибутивных данных по табличному или пространственному запросу.
Настройка и управление осуществляется отдельным приложением, позволяющим определить тип, форму и вид выводимой информации, количество и тип доступных слоев карты. Также производится администрирование и разграничение прав доступа к картографической информации.
В общем виде работа с векторными картографическими изображениями по сети Интернет/Интранет осуществляется по примерной схеме:
Пользователь формирует на своем компьютере запрос (открытие карты, увеличение, уменьшение) и это сообщение отправляется на сервер, где расположена векторная цифровая карта. На сервере происходит обработка этого запроса и формируется растровое изображение, которое затем отправляется пользователю.
Одним из наиболее важных вопросов успешного функционирования Интернет-ГИС проекта является система защиты информации. Как правило, безопасность обеспечивается механизмом закрытия информации на сервере, использованием протокола S-HTTP (Secure Hypertext Transport Protocol),
системой администрирования, то есть администратор определяет доступные клиенту слои и атрибутивные данные.
© Е.Л. Касьянова, 2009
