Геоинформационное картографирование

В картографии виртуальные  модели понимаются как изображения реальных или мысленных объектов, формируемые и существующие в программно-управляемой среде. Как любое картографическое изображение, они имеют проекцию, масштаб и обладают генерализованностью. Сама же виртуальная реальность — это интерактивная технология, позволяющая воспроизводить реальные и (или) мысленные объекты, их связи и отношения в программно-управляемой среде.

 

 

Считается, что отказ от условных знаков, стремление придать  виртуальным изображениям «натуральность», объемность, естественную окраску и освещение создает иллюзию реального существования объекта.

Тем самым ускоряется процесс  коммуникации, и повышается эффективность  передачи пространственной информации.

Технологии создания виртуальных изображений моногообразны. Обычно вначале по топографической карте, аэро- или космическому снимку создается цифровая модель, затем — трехмерное изображение местности. Его окрашивают в цвета гипсометрической шкалы либо совмещают с фотоизображением ландшафта и далее используют как реальную модель.

Одна из наиболее распространенных виртуальных операций — «облет»  полученного изображения. Специальные  программные модули обеспечивают управление полетом: движение по избранному направлению, повороты, развороты, изменение скорости, показ перспективы. С помощью клавиатуры и джойстика (манипулятора в форме рукоятки с кнопками) можно выдерживать полет на заданной высоте, с установленной скоростью, над точками с заранее избранными координатами. Кроме того, предусмотрены возможности выбора состояния неба (облачности), тумана, условий освещения местности, высоты Солнца, времени дня, эффектов дождя или снегопада и т.п. Модули редактирования позволяют дополнительно наносить новое тематическое содержание, менять текстуру местности, использовать цветные сетки и подложки, размещать надписи, выбирая размер и цвет шрифтов, добавлять тексты и даже звуки.

Крупномасштабные тематические виртуальные изображения дают довольно подробное представление о рельефе  и ландшафте, геологическом строении, водных объектах, растительном покрове, городах, путях сообщения и т.п. Возможность интеграции разной тематической информации в единой модели — одно из главных достоинств виртуального изображения. Пролетая и «зависая» над горами, можно детально рассмотреть террасированность их склонов, провести морфометрические измерения, определить характер эрозионных и оползневых процессов, а двигаясь над городскими территориями, — оценить особенности застройки и распределения зеленых массивов, спроектировать размещение новых зданий и транспортных магистралей.

 

При виртуальном моделировании  часто используют многоуровневую аппроксимацию. По одной и той же цифровой модели рельефа, ландшафта или растительного покрова выполняют несколько аппроксимаций с разными уровнями детальности. Это позволяет не ограничиваться увеличением или уменьшением масштаба, а переходить при необходимости на иной уровень детальности. Так возникает своеобразная мулътиуровневая генерализация.

Наибольшее применение виртуальные  изображения имеют при решении  таких практических задач, как мониторинг районов природного риска, строительство зданий и автострад, прокладка трубопроводов, оценка загрязнения среды и распространения шумов от аэропортов и т.п. Возможно использование аналогичных технологий в научных и учебных целях, например для создания средне - мелкомасштабных виртуальных изображений, в том числе глобусов. На глобусах изображают, скажем, природную зональность земного шара, ход климатических процессов, сезонные изменения растительного покрова и ландшафта, миграцию населения, движение транспортных потоков и т.д. Сюжеты виртуальных тематических карт столь же разнообразны, как и в традиционном картографировании.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4. Электронные атласы.

 

Создание капитальных  атласов растягивается, как известно, на долгие сроки, и главной проблемой  становится их устаревание, нередко  еще в процессе подготовки.

 

Электронные атласы — это  удачная альтернатива бумажным. Они позволяют значительно сократить сроки составления, использовать в качестве носителей компакт-диски, применить анимации и мультимедийные средства. Такие атласы содержат карты высокого качества, имеют дружественный интерфейс и обычно снабжены хорошими справочно-поисковыми системами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существует несколько  типов электронных атласов:

• атласы только для визуального просмотра («перелистывания»), так называемые вьюерные атласы;
• «интерактивные атласы», в которых предусмотрены возможности изменять оформление, способы изображения и даже классификации картографируемых явлений, увеличивать и уменьшать (масштабировать) изображение, получать бумажные копии карт;
• «аналитические атласы», позволяющие комбинировать и сопоставлять карты, проводить их количественный анализ и оценку, выполнять оверлей, пространственные корреляции, — по существу, это ГИС-атласы;
• атласы, размещенные в компьютерных телекоммуникационных сетях (см. разд. 15.3), например Интернет-атласы. В их структуре кроме карт и интерактивных средств обязательно присутствуют еще и средства поиска дополнительной информации и карт в сети;

 

Карты комплексных электронных  атласов содержат разные виды информационных слоев:

• многофункциональные базовые слои, используемые для многих карт;
• аналитические и синтетические слои по конкретной тематике;
• оперативно обновляемые тематические слои.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.5. Государственный уровень геоинформационного картографирования в России.

 

Развитие цифрового и  электронного картографирования —  одна из самых главных задач Федеральной  службы геодезии и картографии России (Роскартографии).Правительство Российской Федерации приняло ряд постановлений и нормативных актов, нацеленных на то, чтобы в сравнительно короткие сроки преодолеть отставание России в области цифровой картографии и геоинформатики и вывести ее на уровень передовых стран. Работа идет по многим линиям, охватывая комплекс организационных, технических, методических и правовых аспектов.

Наиболее важными направлениями, имеющими непосредственное отношение к ГК, представляются:

• составление цифровых карт в масштабах 1:200000, 1:1 000000,   1:4 000000 и 1:15 000000 для всей территории России;
• развертывание работ по цифровым картам в масштабах 1:25 000

и 1:50 000 для территорий наиболее развитых в хозяйственном отношении, а также планов городов в масштабах 1: 500 —

 1:10 000;

• создание федерального научно-производственного центра геоинформации в Москве и региональных центров в Санкт-Петербурге, Екатеринбурге, Новосибирске, Иркутске и Хабаровске;
• формирование и ввод в эксплуатацию федерального и регионального банков цифровых и электронных карт;
• координация работ  по государственному цифровому территориальному кадастру, унификация стандартной топографо-геодезической основы, систем классификации, кодирования и представления информации;
• выполнение научных исследований и разработок, обеспечивающих методические, технические и технологические основы цифрового и электронного топографического, тематического и кадастрового картографирования;
• создание нормативной и правовой базы цифровой и электронной картографии и цифрового территориального кадастра;
• начало работ по проекту многотомного Национального Атласа России и его ГИС-версии;

 

 

 

Сегодня во всем мире картография  теснейшим образом переплетена с геоинформатикой в организационном плане. На разработку ГИС ассигнуются значительные финансовые средства, в деле участвуют целые отрасли промышленности, создается новая разветвленная картографо-геоинформационная инфраструктура, сопряженная с телекоммуникационными сетями.

 

Во многих странах государственные  картографо-геодезические службы рассматривают геоинформатику и геоинформационное картографирование, как приоритетное направление деятельности. Созданы международные, национальные и региональные центры геоинформации и картографии.

Все международные картографические организации образовали в своем составе комиссии или рабочие группы по геоинформатике, геоинформационному картографированию, цифровой картографии и т. п. Все научно-технические картографические конференции международного и регионального уровней неизменно и в большом объеме включают в свои программы тематику, относящуюся к ГИС и ГК.

Географические и картографические журналы, другие периодические издания непременно содержат обширные разделы, касающиеся геоинформатики.

 

Образованы даже факультеты геоинформатики, в составе которых функционируют кафедры картографии, дистанционного зондирования, цифрового кадастра и др.

Таким образом, очевидно, что  геоинформатика заметно повлияла и на организационную структуру картографии.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава 3.Перспективы  взаимодействия геоинформационной картографии.

 

Становление нового научного направления, интегрирующего достижения картографии, аэрокосмического зондирования и компьютерной графики является прямым следствием внедрения геоинформационного картографирования и геоинформационных технологий. В методологическом же плане оно опирается прежде всего на достижения картографии, как науки, наиболее продвинутой в осмыслении приемов и способов графического отображения пространственно-временных геосистем.

Диалектика развития такова, что геоиконика, как единая теория геоизображений, видимо станет в будущем частью расширенной и обновленной системы картографических дисциплин.

Геоинформация составляет обширную часть информации, жизненно необходимой современному обществу. Экономика, культура, наука и образование, средства массовой информации, экологическая обстановка, внутренняя, внешняя политика и оборона, а в конечном счете — роль страны в мировом сообществе во многом зависят от качества и доступности геоинформации. Поэтому разработка средств и методов передачи геоинформации является одним из приоритетных научных направлений.

Соединение картографии, ГИС-технологий и телекоммуникационных сетей закономерно ведет к  формированию особого научного направления  — геотелекоммуникации, как дисциплины, изучающей

обращение геоинформации в компьютерных сетях. При этом взаимодействие происходит по двум главным направлениям:

• использование телекоммуникационных сетей (Интернета и др.) как средства распространения картографической информации;

• развитие телекоммуникационного  картографирования как

особого направления картографии, опирающегося на ГИС- и Интернет- технологии.

Развитие первого направления  предполагает решение технических  и организационных проблем, и  прежде всего повышение пропускной способности и расширение каналов  связи, совершенствование средств  навигации в сетях и упрощение  интерфейса. Для второго направления  необходима разработка теории картографического  моделирования в компьютерных сетях, средств и языка представления  геоинформации, новых методов пространственно- временного анализа, способов визуализации. Таким образом, в первом случае внимание акцентируется на технических и технологических аспектах, а во втором — на проблемах методологического характера.

 

Сегодня геоинформационное картографирование должно рассматриваться, во-первых, как компонент общенаучной информационной инфраструктуры и, во-вторых, как фрагмент реализации национальной политики в области информатизации.

 

Наличие точной и достоверной  пространственной картографической информацией  обеспечивает преимущества в сферах экономики, политики, экологии и эксплуатации природных ресурсов, развития средств массовой информации и связи, образования и культуры — одним словом, кто владеет информацией, тот владеет и управляет ситуаций.

 

Есть основания считать, что разработка теории и методов  геоинформационное  картографирования  принадлежит к фундаментальным проблемам картографии и даже шире — всех наук о Земле и близких к ним социально-экономических наук. Кроме того, совершенно очевидно, что при всей своей фундаментальности геоинформационное  картографирование имеет явную практическую направленность, отвечающую содержанию многих прикладных задач.

Применительно к  рассматриваемой проблеме это означает, что благоприятные перспективы  развития геоинформационного картографирования  могут быть обеспечены только при  оптимальном сочетании фундаментальных исследований и прикладного проблемно- ориентированного тематического картографирования.

 

 

Заключение

Сегодня геоинформатика предстает в виде системы, охватывающей науку, технику и производство. Учитывая особенности геоинформатики с точки зрения этих трех систем трактовка геоинформатики и самих геоинформационных систем сводится к следующим дефинициям.