2 7 6

Глава 7. Задачи и методы геоинформационного картографирования

мал, что создается впечатление линий, имеющих самые разные направления. Возможность черчения поверх бумажной базовой карты позволяет не хранить ее информацию в цифровой форме.

Самые дешевые типы графопостроителей — настольные, рассчитанные на стандартные листы бумаги формата А4. Бумага располагается на плоской поверхности, перья меняются автоматически, что позволяет создавать различные цвета. В графопостроителях среднего класса бумага наворачивается на барабан, перо движется параллельно оси барабана, а другое направление движения создается вращением барабана. В настоящее время в картографическом производстве используются графопостроители высшего класса — высокоточные. Обычно они плоские («планшетные»), бумага или пластик располагается на идеально плоской поверхности, замена пера производится переключателем.

В состав картографических ГИС производственного назначения включают еще и подсистему издания карт, которая позволяет изготовлять печатные формы и печатать тиражи карт. Если тираж карт небольшой, что обычно при выполнении научных исследований, то используют настольные картографические издательские системы.

7.5.Проектирование картографических баз

ибанков данных

7.5.1.Задачи проектирования картографических БД

Как известно, в ГИС и ГК пользователь рассматривает реальный мир через призму тематической базы данных. Особое значение приобретает проблема создания картографических баз и банков данных для системного картографирования, предназначенных для построения различных аналитических, комплексных и синтетических карт.

Поскольку ГК занимается созданием карт на основе ГИС. то проектирование базы данных следует выполнять с учетом проблемной ориентации ГИС и с соблюдением общих правил описания, хранения и манипулирования данными.

В картографической ГИС необходимо проектировать картографическую базу данных. Методика проектирования КБД строится на основе методик проектирования атласов комплексного картографирования территории. Упрощенно такую методику можно

7J. Проектирование картографических баз и банков данных

277

представить как группировку типов объектов в рамках одного тематического слоя, исходя из необходимости совместного анализа этих типов объектов или отображения каких-либо закономерностей в их взаимном положении. Первым этапом на пути проектирования структуры КБД является систематизация информации, подлежащей хранению и обработке.

На концептуальном уровне проектирования КБД желательно определить:

•типы и тематику создаваемых карт;

•необходимые источники данных и в каком виде (бумажном или цифровом) они доступны;

•содержание картографических БД для создания карт разной тематики и будут ли они взаимосвязаны;

•цифровые карты-основы и их системы координат, элементы содержания, технологии создания;

•необходимость создания картографических банков данных.

Содержание картографических БД составляют цифровые карты как модели карты, поэтому на логическом уровне проектирования КБД необходимо определить структуру атрибутивных таблиц с учетом не только типов пространственных представлений объектов (векторных, векторно-топологических или растровых), но и их графических представлений. Для функционирования картографической ГИС необходимо программное обеспечение с развитыми функциями картографирования.

Если создание карт входит в ГИС как одна из задач, то проектировать нужно базу пространственных данных (см. раздел 2.2), связанную с решением проблемы, но на концептуальном уровне нужно дополнительно определить:

•назначение карты (или карт);

•требования к создаваемым картам с учетом особенностей картографируемых явлений и источников для их составления;

•проекцию, масштаб, систему условных знаков и типы пространственных представлений объектов карты в БД;

•базовые слои (как правило, это элементы топографической основы) и тематические слои;

•уровень картографической генерализации.

2 7 8 Глава 7. Задачи и методы геоинформационного картографирования

7.5.2. Качество цифровых карт

При создании картографических БД необходим контроль качества цифровых карт.

При традиционном (бумажном) создании карт разнотипные данные применяются давно и методы их совместного использования хорошо разработаны. К. А. Салищев подчеркивал, что качество карт устанавливается в соответствии с их назначением и оценивать его нужно с точки зрения пригодности карты для конкретного применения. Для структурирования контроля качества начинать следует с выявления причин ошибок и анализа их источников.

Большинство цифровых карт создают путем цифрования бумажных карт. Обычно при цифровании бумажной карты ее содержание сразу разделяется на слои, соответствующие пространственной локализации объектов и/или тематическому содержанию. Уже созданные цифровые карты могут быть использованы в пространственных БД ГИС и ГК в качестве цифровых карт-основ, для создания других карт и слоев, компьютерных и электронных карт. Поэтому процедуры цифрования и редактирования наиболее ответственные при создании цифровых карт.

Качество цифровых карт также определяют как совокупность их свойств, обуславливающих пригодность карты удовлетворять установленным и предполагаемым потребностям в соответствии с ее назначением [Основы геоинформатики, 2004]. Общие требования

ккачеству цифровой карты обычно включают:

•корректность семантики;

•корректность идентификации объектов;

•точность векторизации и метрическую информативность;

•контроль деформации исходного материала;

•однородность правил формирования модели цифровой карты;

•учет и кодирование топологических отношений;

•передачу формы объектов;

•учет логики взаимного расположения объектов;

•учет семантических связей.

На карте существуют группы объектов, между которыми должны быть установлены топологические отношения. Устанавливать их

7J . Проектирование картографических баз и банков данных

279

или не устанавливать, зависит от задачи, для которой используется цифровая карта, а способ кодирования топологии зависит от возможностей используемого ГИС-пакета.

Действующие стандарты на цифровое представление картографической информации подробно описывают атрибутивную часть (классификатор), но не достаточно четко определяют требования на топологические отношения различных слоев. Не во всех ГИС-пакетах существуют средства и формы представления картографической информации, обеспечивающие полный топологический контроль. Необходимым условием получения качественной цифровой модели карты является наличие процедур автоматической верификации всех слоев (геометрии и атрибутов). Ряд таких процедур имеется в ГИС-пакете ArcGIS 9 (ESRI), в котором поддерживаются объектное представление и топологическое поведение объектов.

В наиболее распространенных ГИС с геореляционными СУБД установление топологических отношений возможно только в пределах одного слоя, а объекты цифровой карты могут находиться в ее различных слоях и, следовательно, не могут иметь общих узлов. Частично обойти это ограничение возможно при помощи процедур пространственного

запроса, пространственного соединения с учетом допустимых типов пространственных отношений (см. параграф 4.3.7).

На исходных картографических материалах не устанавливаются топологические отношения, поэтому при создании цифровой карты оператору так или иначе необходимо корректировать геометрию (метрику) объектов. При этом нужно обращать внимание на сами объекты: корректировать можно только так называемые подвижные контуры, например, в ситуации расположения леса по берегу реки можно корректировать только границу леса.

Для некоторых карт следует контролировать при цифровании форму объекта (например, прямоугольного, показанного на плане города); учитывать логику взаимного расположения объектов (некоторые объекты не могут накладываться, пересекаться). В силу ограничений, накладываемых графической точностью, на цифровой карте реки могут слегка смещаться относительно тальвегов, что очень хорошо видно в местах пересечения реки и горизонтали. Оператор должен знать (или быть проинструктирован) о недопустимости таких ситуаций, иначе наличие подобных ошибок на цифровой карте свидетельствует о ее невысоком качестве.