Створення і використання великих векторно-растрових карт

Зростаючівимоги до ефективності управління інфраструктурою територій з бокуорганів влади, фінансовою та господарською діяльністю підприємств, інженернимимережами та комунікаціями припускають безперервне вдосконалення системінформаційного забезпечення. Передумовою до цього є збільшений рівеньобчислювальної техніки та інформаційних технологій. Тільки інформаційнісистеми, в яких використовується грамотно побудована географічнаінформаційна система (ГІС), покликана надавати достовірну інформацію пропросторовому положенні об'єктів і їх стані, здатні ефективновпоратися з поставленим завданням.

СтруктураГІС для управління великими картами, включає чотири обов'язкові підсистеми:

Вводаданих, що забезпечує введення і/або обробку просторових даних, отриманихз карт, матеріалів ДЗЗ і т.д.;

Зберіганняі пошуку, що дозволяє оперативно отримувати дані для відповідного аналізу, актуалізуватиі коректувати їх;

Обробкиі аналізу, яка дає можливість оцінювати параметри, вирішуватирозрахунково-аналітичні завдання;

Уявлення(Видачі) даних в різному вигляді (карти, таблиці, зображення, блок-діаграми, цифровімоделі місцевості і т.д.)

Всвітової і у вітчизняній практиці, ГІС широко використовуються для підготовки картдо видання і, в меншій мірі, для аналітичної обробки просторовихданих. Під виданням, в даному випадку, розуміється отримання твердої копії будь-якимспособом.

ВикористанняГІС в картопостроеніі породжує як нові можливості, так і нові проблеми.Традиційний спосіб підготовки карт до видання включав кілька етапівкорекції та контролю якості, як змісту, так і форми подання(Символізації). Саме виробництво характеризувалося тривалим терміном і високоїтрудомісткістю. Всі етапи контролю інформації були ручними і вимагали штатукваліфікованих редакторів. На підготовку таких фахівців йшли роки.ГІС значно прискорює багато етапів підготовки карт.

Розглянемоосновні принципи використання геоінформаційної системи K-MINE в питанняхстворення картографічних геопросторових даних і управління ними (наприкладі створення карти України).

K-MINEнадає для цих цілей спеціальний модуль для роботи з великимивекторно-растровими картами. До складу модуля входять підсистеми:

підготовкирастрової основи;

відображеннякарт;

плоско-проекційногоперетворення координат (прямого і зворотного);

побудовиконтурів і графічних примітивів;

геометричнихвимірювань.

Підсистемапідготовки растрової основи складається з модуля підготовки растрів і візуалізаціїрастрів в ГІС. З його допомогою виконуються базові операції з растрами(Коригування кольорів, зміна яскравості, контрастності зображення, калібруванняпо мережі реперів для зменшення спотворень та ін.) Для прискорення операційобробка виконується в пакетному режимі.

Необхідніоперації при створенні растрової основи включають підготовку математичноїоснови (проекції), базових шарів (як правило, це елементи топографічноїоснови) і тематичних шарів. Обов'язковою умовою отримання якісноїцифрової моделі є наявність процедур автоматичної верифікації всіх верств(Геометрії та атрибутики). Тобто при складанні картографічної інформаціїдодається атрибутивну частина (класифікатор), і виконується перевірки натопологічні співвідношення різних верств.

Підсистемавідображення картографічної інформації містить функції для роботи зрастровими картами. Для візуалізації карти України використовуються більше 700окремих карт різних масштабів (1:100000, 1:200000, 1:500000, 1:1000000 та1:1250000). Найбільш детальна інформація міститься на 533 планшетах масштабу1:100000 (рис. 1) [1]. Крім цього існує можливість розширювати набір карт,підвищуючи тим самим деталізацію інформації для окремих районів, областей абоУкраїни в цілому. Завантаження карт в систему виконується динамічно при змінімасштабу відображення.

Всятериторія України поділяється на кілька географічних зон, за широтою цезони L, M, N, а по довготі - 34, 35, 36 і 37. У відповідності з цим поділомкожен планшет має свій унікальний ідентифікатор. При об'єднанні в єдинурастрову підкладку всі планшети були прив'язані до системи координат СК-42 впроекції Гауса-Крюгера на прямокутну сітку (рис. 2) [1]. Важливо відзначити, щозі збільшенням масштабу карт простежується посилення спотворень і в масштабі1:1000000 сягала кількох відсотків.

Пристворенні векторних карт виконується призначення стилів отрисовки для різнихкартографічних елементів і автоматичне присвоєння стилів об'єктам карти вЗалежно від атрибутів. Наявність фіксованих наборів символів длявідображення картографічних елементів, прискорює отримання макетів. Длясимволів, відсутніх в стандартній поставці ГІС, використовується спеціальнийредактор.

Системадозволяє об'єднувати інформацію з різних джерел в єдиний інформаційниймасив. Растрова карта України поєднується з векторної інформацією проадміністративно-територіального поділу (рис.3) [1], що дозволяєвикористовувати функції, які за атрибутивною інформацією виконують операціїшвидкого пошуку об'єктів.

Крімцього, можливо суміщення під єдиною основою разнотипной растрової інформації,наприклад, одночасне відображення топографічної і геологічної основ насуміжних планшетах (мал. 4) [1].

Цифровамодель і полотно карти для візуалізації або друку - далеко не одне і те ж.Тому в системі передбачений програмний модуль для підготовки до друкукарт і їх виданню.

ФормаЗемлі впливає не тільки на візуалізацію картографічної інформації, алеі на геометричні виміри в системі. Для виконання вимірювань, яківраховують форму Землі, використовується спеціальний блок функцій. Він враховуєпараметри зонального викривлення земної поверхні при розрахунках, це даєможливість виконувати вимірювання з точністю до 0, 01%. Підсистема дозволяєвиконувати наступні вимірювання:

розрахуноквідстаней;

розрахунокдовжини лінійних об'єктів;

розрахунокплощі;

побудовалінійних об'єктів і полігонів на заданій відстані.

Підсистемаперетворення координат дозволяє виконувати переклад координат в різних системах.Підсистема включає до свого складу такі функції:

перетвореннякоординат з системи WGS-84 в СК-42 на проекції Гауса-Крюгера;

перетвореннякоординат з системи СК-42 на проекцію Гауса-Крюгера в WGS-84;

побудоваоб'єктів з системи WGS-84 на підготовлену карту.

Застосуванняфункцій перетворення дозволяє розширити функціональність системи івикористовувати її як основу для візуалізації даних, отриманих за допомогоюзасобів супутникової навігації. При цьому в ГІС реалізована можливість побудовитраєкторій, контурів, точкових об'єктів або символів як безпосередньо з базиданих, так і з обмінних файлів.

ВикористанняГІС K-MINE з великими векторно-растровими картами дозволяє працювати зізначними обсягами даних, починаючи від рівня підприємства або організації іаж до масштабів цілої країни. Модуль дозволяє поєднувати різнупросторову інформацію з можливістю її обробки. Актуальність роботимодуля підтверджується при виконанні високоточних вимірювань на карті, головнимпитанням яких є зниження похибок обчислень, пов'язаних зкривизною земної поверхні.

Список літератури

Автоматизаціягірничих робіт c ГІС K-MINE. - Режим доступу: URL: kai.com.ua. -Назва з екрану.

Дляпідготовки даної роботи були використані матеріали з сайту referat.ru/