logo
ГИС госы

Характеристики цифровых картографических изображений.

Цифровые картографические изображения (ЦКИ) являются информационными координированными компьютерными моделями картографического изображения и используются для отображения территориальных совокупностей предметов геопространства и/или пространственных объектов, содержащихся в ГИМ. ЦКИ характеризуются картографическими и геоинформационными свойствами и параметрами:

  1. Тематика.

  2. Территориальный охват.

  3. Содержание.

  4. Математическая основа.

  5. Масштаб.

  6. Полнота.

  7. Достоверность.

  8. Актуальность.

  9. Мерность.

Тематика ЦКИ соответствует геоинформационному свойству «Проблемная ориентация» ГИМ. Особо выделяются общегеографические ЦКИ, используемые в качестве цифровых картографических основ для создания специальных ЦКИ.

Территориальный охват ЦКИ идентичен одноимённому свойству ГИМ и характеризует ограничение отображаемого участка территории: географической или политико-административной единицы (мира, полушария, континента, страны, региона, района, населённого пункта, его части), производственного комплекса или отдельного сооружения. Дополнительно возможно отображение, как правило, с меньшей степенью детальности и окружающего геопространства, расположенного за границами изучаемой территории.

Содержание. ЦКИ содержит цифровое описание картографического изображения геопространства, включая условные обозначения совокупности пространственных предметов, надписи, сетки (географическая, координатная или целеуказания).

Математическая основа построения ЦКИ характеризуется:

  1. параметрами пространственного тела (шар, эллипсоид, геоид), на которое проектируется изображение поверхности Земли;

  2. параметрами картографического проектирования (проекции) на плоскость изображения на пространственном теле, в том числе: главным масштабом; параметрами системы координат; параметрами разграфки и номенклатуры листов многолистного ЦКИ.

Масштаб является интегральным картографическим параметром, характеризующим как степень уменьшения линейных размеров картографического изображения по отношению к изображению на пространственном теле, так и детальность, и точность. Чем мельче масштаб, тем меньше детальность и точность. Масштаб связан и с территориальным охватом, как правило, чем больше территориальный охват, тем мельче масштаб. Однако возможно создание карт масштабного ряда на одну и ту же территорию. Например, на территорию крупнейшего города могут создаваться топографические карты и планы масштабов 1 : 25 000, 1:10 000, 1 : 5 000, 1 : 2 000 и 1 : 500.

Точность контуров ЦКИ в векторной форме, полученной по ГИМ, может сохранять характеристику точности ГИМ. Значения точности ЦКИ, созданных путём цифрования графических карт, соответствуют точности исходного картографического материала.

Традиционно точность графических карт характеризуется относительной величиной - средней погрешностью в плановом положении объектов и контуров с чёткими очертаниями в масштабе карты. Для первичных топографических карт масштабов 1:10 000 -1 : 100 000 нормативное значение этой по­грешности находится в пределах 0,5 мм для равнинной местности. Поэтому средняя погрешность контуров карт разных масштабов различна: в масштабе 1:10 000 допустима погрешность 5 м, а в масштабе 1 : 50 000 - 25 м. Погрешность отображения рельефа отдельно характеризуется абсолютной величиной -в метрах на местности, поэтому от масштаба зависит незначительно.

Полнота - степень соответствия набора цифровых описаний картографических изображений предметов геопространства условиям решаемой пространственной задачи.

Достоверность - степень доверия, надёжности содержимого ЦКИ, т. е. цифровых описаний картографических изображений предметов геопространства. Определяется вероятностью появления недостоверных, ложных картографических изображений или их частичным отсутствием по отношению к объему всего содержимого ЦКИ или по наиболее значимым пространственным предметам. Достоверность также может оцениваться по метаинформации о происхождении, источнике ЦКИ и методе его получения.

Актуальность - степень соответствия содержимого ЦКИ геопространству и современным потребностям. Актуальность является относительной величиной и выражает отношение количества картографических изображений предметов геопространства, удовлетворяющих современным потребностям, ко всему количеству изображений. Основные причины снижения актуальности: 1) сбор недостоверной и/или неполной ГИ, 2) происходящие во времени изменения пространственных предметов изучаемого геопространства и 3) изменение требований к содержанию ЦКИ со стороны пользователей. Геопространство изменчиво, поэтому, с увеличением периода времени, прошедшего с момента его изучения и до использования, актуальность ЦКИ, как правило, снижается. Для восстановления актуальности до приемлемого уровня проводится либо учёт результатов мониторинга, либо дополнительный сбор «современной» ГИ (например, по материалам дистанционного зондирования) и моделирование. С учётом неравноценной актуальности различных предметов геопространства, ЦКИ может оцениваться по группам наиболее значимых предметов как вероятностная, средневесовая, интегральная величина или иначе.

Мерность. ЦКИ всегда является плоским (двухмерным) изображением независимо от мерности используемой ГИМ.

  1. Цифровая картография, этапы компьютеризации картографии.

  1. Электронные атласы.

  1. Геоинформатика: определение, область исследования. метод исследования.

  1. Системы классификаций и кодирования информации в ГИС.

Системы перечисления и кодирования геопространственной информации предназначены для использования в автоматизированных системах обработки картографической информации и в ГИС.

Эти системы служат для компактного представления геопространственных данных об объектах местности с целью их дальнейшего описания на некотором формализованном языке. Главной функциональной задачей этих систем является однозначная идентификация каждого моделируемого объекта и его атрибута, обеспечивающая возможность эффективного поиска необходимой информации в массивах данных. Они должны отражать семантическую сторону объектов, которая является информационно-логической единицей, соответствующей объ­ектам местности и сохраняющей постоянными значения всех имеющихся качественных и количественных характеристик. Для адекватного отражения в цифровом виде всем объектам присваиваются кодовые обозначения. Кодирование геопространственной информации облегчает поиск и сокращает объём хранимых, обрабатываемых и передаваемых данных.

ЦКМ осуществляется на основе классификаторов геопространственной информации, реализующих разбиение всего множества объектов местности на определенные группы (классы), соответствующих группировке условных знаков.

При классификации, в качестве объекта принимается элемент местности природного или искусственного происхождения, имеющий, кроме геометрических характеристик, т. е. пространственного расположения на местности, еще и смысловые характеристики, представляющие собой информацию о функциональных, технических или природных качествах объекта [33].

В большинстве случаев, код атрибутивной части объекта местности хранится отдельно в базе данных и часто связан с контурной (геометрической) частью идентификатором, формально присваиваемым ему программой или вручную. Кодом объекта может быть и какое-то уникальное нечисловое имя - например, уникальное название, не повторяющееся более нигде в пределах изучаемой области или только в той её части, в пределах которой требуется сохранять уникальность кодов объектов. В последнем случае получается двухуровневое деление, и код второго уровня может рассматриваться как составная часть общего кода объекта. В связи с неоднозначностью установления кодов (кодирования объектов), рассмотрим основные недостатки приведенных выше двух способов.

Использование собственных имен. Данный способ неудобен тем, что собственные имена объектов нередко повторяются. Так, даже на одном листе топографической карты масштаба 1 : 100 000 можно встретить различные географические объекты с одними и теми же названиями. Например, озеро и река имеют одинаковое название, и в этом случае установить, где и какой объект, затруднительно (необходимо воспользоваться дополнительными описательными характеристиками - атрибутами). Дальнейшее рассмотрение этого способа не приводится, так как он неприемлем для ГИС-обработки.

Использование номера по перечню. Данный способ является наиболее приемлемым для использования в автоматизированных информационных системах, к которым относятся ГИС, так как позволяет избежать «привязки» кода к собственному имени объекта. Однако здесь имеется несколько методов кодирования.

Стандарты систем классификации и кодирования В настоящее время в России действуют государственные стандарты ГОСТ Р 50828-95 и ГОСТ Р 51606-2000, регламентирующие требования к разработке классификаторов геопространственной информации. При этом необходимо учитывать, что эти документы разработаны Федеральным органом исполнительной власти по геодезии и картографии и отражают в значительной степени опыт работ этого ведомства в области цифрования топографических карт и создания ЦТК. В соответствии с ГОСТ Р 50828-95, «система классификации должна отвечать следующим требованиям:

1. вся совокупность сведений об объектах местности должна делиться на отдельные классификационные группировки по одному признаку или определенному сочетанию признаков классификации;

2. все объекты (явления) должны распределяться по классификационным группировкам на основе общего признака, присущего одним объектам и отличающего их от других объектов;

3. классификационные группировки должны быть независимыми друг от друга;

4. объекты и признаки должны однозначно определяться по своей принадлежности соответствующим классификационным группировкам;

5. система классификации должна быть универсальной и обеспечивать решение картографических и специальных (пользовательских) задач;

6. система должна быть гибкой: включение новых классификационных группировок и объектов или исключение существующих должно производиться без нарушения структуры системы;

7. в качестве характеризующих признаков должны выделяться свойства, определяющие качество группы объектов или конкретного объекта.

Картографическая информация о местности должна разделяться на два связанных подмножества:

Для использования при создании ЦММ предназначен ОСТ 68-3.7.1-03 «Цифровые модели местности. Каталог объектов местности. Состав и содержание». Он устанавливает «перечень объектов местности и их свойств, подлежащих отображению в содержании ЦММ, в том числе ЦТК масштабов 1:10 000 -1 : 1 000 000 и цифровых топографических планов масштабов 1 : 500 - 1 : 25 000». Каталог предназначен в качестве основы для разработки конкретных технологических классификаторов.

Таким образом, в качестве информационного обеспечения топографического ГИП можно использовать вышеперечисленные действующие стандарты по классификации и кодированию, разработанные для ЦТК и ЦММ с учётом следующего:

1) в состав ГИ и ЦММ не включаются картографические элементы, а только объекты местности;

  1. из перечня объектов местности и их характеристик следует исключить не относящиеся безусловно к топографии;

  2. к каждому из созданных массивов ГИ и ЦММ должны быть ссылка на перечень или классификатор объектов местности, использованные при их формировании;

  3. рельеф земной поверхности может отображаться в ЦММ либо цифровым описанием горизонталей, либо в виде цифровой модели рельефа.

Последнее целесообразно для всхолмлённых и горных районов в случае обновления по аэрофотоматериалам.