Реферат: Создание и использование больших векторно-растровых карт
Возрастающие
требования к эффективности управления инфраструктурой территорий со стороны
органов власти, финансовой и хозяйственной деятельностью предприятий, инженерными
сетями и коммуникациями предполагают непрерывное совершенствование систем
информационного обеспечения. Предпосылкой к этому является возросший уровень
вычислительной техники и информационных технологий. Только информационные
системы, в которых используется грамотно построенная географическая
информационная система (ГИС), призванная предоставлять достоверную информацию о
пространственном положении объектов и их состоянии, способны эффективно
справиться с поставленной задачей.
Структура
ГИС для управления большими картами, включает четыре обязательные подсистемы:
Ввода
данных, обеспечивающую ввод и/или обработку пространственных данных, полученных
с карт, материалов ДЗЗ и т.д.;
Хранения
и поиска, позволяющую оперативно получать данные для соответствующего анализа, актуализировать
и корректировать их;
Обработки
и анализа, которая дает возможность оценивать параметры, решать
расчетно-аналитические задачи;
Представления
(выдачи) данных в различном виде (карты, таблицы, изображения, блок-диаграммы, цифровые
модели местности и т.д.)
В
мировой и в отечественной практике, ГИС широко используются для подготовки карт
к изданию и, в меньшей степени, для аналитической обработки пространственных
данных. Под изданием, в данном случае, понимается получение твердой копии любым
способом.
Использование
ГИС в картопостроении порождает как новые возможности, так и новые проблемы.
Традиционный способ подготовки карт к изданию включал несколько этапов
коррекции и контроля качества, как содержания, так и формы представления
(символизации). Само производство характеризовалось длительным сроком и высокой
трудоемкостью. Все этапы контроля информации были ручными и требовали штата
квалифицированных редакторов. На подготовку таких специалистов уходили годы.
ГИС значительно ускоряет многие этапы подготовки карт.
Рассмотрим
основные принципы использования геоинформационной системы K-MINE в вопросах
создания картографических геопространственных данных и управления ими (на
примере создания карты Украины).
K-MINE
предоставляет для этих целей специальный модуль для работы с большими
векторно-растровыми картами. В состав модуля входят подсистемы:
подготовки
растровой основы;
отображения
карт;
плоско-проекционного
преобразования координат (прямого и обратного);
построения
контуров и графических примитивов;
геометрических
измерений.
Подсистема
подготовки растровой основы состоит из модуля подготовки растров и визуализации
растров в ГИС. С его помощью выполняются базовые операции с растрами
(корректировка цветов, изменение яркости, контрастности изображения, калибровка
по сети реперов для уменьшения искажений и др.). Для ускорения операций
обработка выполняется в пакетном режиме.
Необходимые
операции при создании растровой основы включают подготовку математической
основы (проекции), базовых слоев (как правило, это элементы топографической
основы) и тематических слоев. Обязательным условием получения качественной
цифровой модели является наличие процедур автоматической верификации всех слоев
(геометрии и атрибутики). То есть при составлении картографической информации
добавляется атрибутивную часть (классификатор), и выполняется проверки на
топологические соотношения различных слоев.
Подсистема
отображения картографической информации содержит функции для работы с
растровыми картами. Для визуализации карты Украины используются более 700
отдельных карт различных масштабов (1:100000, 1:200000, 1:500000, 1:1000000 и
1:1250000). Наиболее детальная информация содержится на 533 планшетах масштаба
1:100000 (рис. 1) [1]. Кроме этого существует возможность расширять набор карт,
повышая тем самым детализацию информации для отдельных районов, областей или
Украины в целом. Загрузка карт в систему выполняется динамически при изменении
масштаба отображения.
Вся
территория Украины разделяется на несколько географических зон, по широте это
зоны L, M, N, а по долготе – 34, 35, 36 и 37. В соответствии с этим разделением
каждый планшет имеет свой уникальный идентификатор. При объединении в единую
растровую подложку все планшеты были привязаны в систему координат СК-42 в
проекции Гауса-Крюгера на прямоугольную сетку (рис. 2) [1]. Важно отметить, что
с увеличением масштаба карт прослеживается усиление искажений и в масштабе
1:1000000 достигало нескольких процентов.
При
создании векторных карт выполняется назначение стилей отрисовки для различных
картографических элементов и автоматическое присвоение стилей объектам карты в
зависимости от атрибутов. Наличие фиксированных наборов символов для
отображения картографических элементов, ускоряет получение макетов. Для
символов, отсутствующих в стандартной поставке ГИС, используется специальный
редактор.
Система
позволяет объединять информацию из различных источников в единый информационный
массив. Растровая карта Украины совмещается с векторной информацией об
административно-территориального делении (рис.3) [1], что позволяет
использовать функции, которые по атрибутивной информации выполняют операции
быстрого поиска объектов.
Кроме
этого, возможно совмещение под единой основой разнотипной растровой информации,
например, одновременное отображение топографической и геологической основ на
смежных планшетах (рис. 4) [1].
Цифровая
модель и полотно карты для визуализации или печати – далеко не одно и то же.
Поэтому в системе предусмотрен программный модуль для предпечатной подготовки
карт и их изданию.
Форма
Земли оказывает влияние не только на визуализацию картографической информации, но
и на геометрические измерения в системе. Для выполнения измерений, которые
учитывают форму Земли, используется специальный блок функций. Он учитывает
параметры зонального искривления земной поверхности при расчетах, это дает
возможность выполнять измерения с точностью до 0, 01 %. Подсистема позволяет
выполнять следующие измерения:
расчет
расстояний;
расчет
длины линейных объектов;
расчет
площади;
построение
линейных объектов и полигонов на заданном расстоянии.
Подсистема
преобразования координат позволяет выполнять перевод координат в различных системах.
Подсистема включает в свой состав следующие функции:
преобразование
координат из системы WGS-84 в СК-42 на проекции Гауса-Крюгера;
преобразование
координат из системы СК-42 на проекцию Гауса-Крюгера в WGS-84;
построение
объектов из системы WGS-84 на подготовленную карту.
Применение
функций преобразования позволяет расширить функциональность системы и
использовать ее как основу для визуализации данных, полученных с помощью
средств спутниковой навигации. При этом в ГИС реализована возможность построения
траекторий, контуров, точечных объектов или символов как напрямую из базы
данных, так и из обменных файлов.
Использование
ГИС K-MINE с большими векторно-растровыми картами позволяет работать со
значительными объемами данных, начиная от уровня предприятия или организации и
вплоть до масштабов целой страны. Модуль позволяет совмещать различную
пространственную информацию с возможностью ее обработки. Актуальность работы
модуля подтверждается при выполнении высокоточных измерений на карте, главным
вопросом которых является снижение погрешностей вычислений, связанных с
кривизной земной поверхности.
Список литературы
Автоматизация
горных работ c ГИС K-MINE. – Режим доступа : URL : http://kai.com.ua. –
Название с экрана.
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://referat.ru/
|