Что такое цифровая картография

В процессе цифрования происходит перевод исходных картографических материалов на твёрдой основе в цифровую форму. Используемое программное обеспечение  и цели работы накладывают определенный отпечаток на технологию цифрования, однако существуют требования, выполнение которых необходимо для создания качественного продукта в виде ЦК. Результатом цифрования является цифровая карта. Однако это еще «сырой» продукт. Для того чтобы ЦК стала законченным результатом, её качество должно быть оценено и признано удовлетворительным. Существуют различные способы нахождения и устранения ошибок - от ручных до полуавтоматических. Созданная по исходным картографическим материалам и прошедшая процедуры контроля цифровая карта является продуктом и используется далее в соответствии со своим предназначением. 
      Под цифрованием принято понимать процесс перевода исходных (аналоговых) картографических материалов в цифровую форму, т. е. перевод графических  объектов исходных картографических материалов в цифровую форму.  
     Создание ЦК может осуществляться с помощью дигитайзера или цифрового изображения исходных картографических материалов.  
     С помощью дигитайзерного ввода основная масса ЦК создавалась до середины 1990 -х  годах, а затем дигитайзеры уступили место цифрованию по растру. В настоящие время при создании ЦК дигитайзеры имеют ограниченную область использования.    

При векторизации растра субъективные факторы влияют меньше, чем при дигитайзерном вводе, так как растровая подложка позволяет все время корректировать ввод. Программы векторизации растровых изображений условно можно разделить на три группы: ориентированные на ручную векторизацию, полуавтоматическую и автоматическую. Алгоритмы автоматической векторизации для ввода картографической информации в настоящее время не используются для массового ввода картографического материала. Полуавтоматическая векторизация дает хорошие результаты при цифровании чётких контуров на растре соответствующего качества, например расчленённые оригиналы рельефа на пластике.

Точность ввода информации у опытного оператора при ручной векторизации выше, так как при полуавтоматической векторизации на передачу формы влияет качество растра, и при «изрезанных» краях растровой линии начинают появляться изгибы проводимой векторной линии, которые вызваны не общей формой линии, а локальными нарушениями растра. Оператор же в таких и подобных случаях форму объекта передает более точно, ориентируясь на дополнительные материалы (источник получения растра) и анализируя ситуацию. Нужно отметить, что при векторизации растра точность вода значительно выше, чем при цифровании дигитайзером, и в основном зависит от качества исходного растра . 
      

      3.1 Классификация цифровых карт

Классификация цифровых карт по назначению. 
     Общегеографические карты. Топографические (масштаб 1 : 200 000 и крупнее), обзорно – топографические (от 1 : 200000 до 1 : 1 000 000 включительно) и обзорные (мельче 1 : 1 000 000) карты содержат разнообразные сведения  о рельефе, гидрографии, почвенно-растительном покрове, населенных пунктах, хозяйственных объектах, путях сообщения, линиях коммуникаций, границах. В геоинформатике эти карты служат для двух целей: получение информации о перечисленных объектах местности и пространственной привязки тематических сведений. 
     Карты природы.это наиболее разнообразная по тематике группа карт, включающая карты геологического строения и ресурсов недр, геофизические, рельефа земной поверхности и дна океанов, метеорологические и климатические, гидрологические и океанографические,    почвенные, геоботанические, зоогеографические, медико-географические, ландшафтные и общие физико-географические охраны природы. 
     Карты народонаселения. Среди карт народонаселения выделяют следующие основные сюжеты: размещение населения по территории и расселение; этнографическая и антропологическая характеристика народонаселения; демографическая характеристика; социально-экономическая характеристика.  
     Карты экономики. Данный класс карт наиболее обширен и разнообразен социально-экономической тематики. Здесь прежде всего выделяют карты промышленности с подразделением на добывающую и обрабатывающую или более детально по каждой отрасли промышленности. Ещё более многочисленны карты сельского хозяйства. Широко используется характеристика природных ресурсов, зачастую с их хозяйственной оценкой, и прежде всего земельных фондов, трудовых ресурсов, материально-технической базы сельского хозяйства и др. Отраслевые карты сельскохозяйственного производства подразделяют на карты земледелия и животноводства. Карты лесного хозяйства характеризуют распространение и использование лесных ресурсов. 
     Карты науки, подготовки кадров, обслуживания населения связаны с картами, как народонаселения, так и экономики, торговли, связи. 
     

     3.2 Новое направление топографо-геодезического производства      

При автоматизации любого, в том числе и топографо-геодезического, производства можно проследить два взаимосвязанных, но имеющих при этом вполне самостоятельное значение направления. Одно из них заключается в создании новых технических средств, обеспечивающих замену ручного труда при выполнении отдельных операций и процессов работой автоматических устройств и систем; другое — в поиске принципиально новых технических идей и решений. Взаимосвязь этих направлений выражается в том, что, с одной стороны, разработка и использование средств автоматизации базируются на новых способах и приемах работ, а с другой - совершенствование методологии топографии требует учета возможностей современной техники. 
     Анализ содержания и задач крупномасштабного картографирования на современном этапе позволяет выделить три основополагающих принципа автоматизации геодезического производства.

Переход к представлению топографической информации в виде цифровой модели местности, реализованной на ЭВМ; 
формализация параметров топографической съемки как информационного процесса в системе «человек — машина» с разработкой новых методов технологических процессов; системный подход к организации производственного процесса, выражающийся в создании автоматизированных систем картографирования.

Потребители топографо-геодезической информации имеют возможность получать не один универсальный документ (топографическую карту или план), требующий дополнительной переработки, а целый ряд материалов различного содержания и формы, необходимых для решения конкретных инженерных задач. Такой подход обеспечивает потребности различных отраслей народного хозяйства в топографо-геодезических и картографических материалах, дает большой экономический эффект, обусловленный многократным и многоцелевым их использованием.  
     Рассмотрим цифровое картографирование местности как автоматизированный информационный процесс в системе «человек - машина». Исходным укрупненным процессом является сбор цифровой информации ходе наземной съемки, фотограмметрической обработки аэрофотоснимков, дигитализации (преобразования в цифровую форму) имеющихся картографических материалов, обследования объектов местности и подземного хозяйства (или дешифрирования снимков). Все эти работы выполняют разными способами и приборами, по различным технологиям и, следовательно, их характеризует многообразие форм получаемых данных (различные системы координат, состав, форматы, коды данных и т. д.)