Методика создания создания справочно-картографических ГИС
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 01 Ноября 2013 в 13:31, диссертация
Краткое описание
Целью диссертационной работы является разработка методики создания и функционирования справочно-картографических ГИС, исследование особен-ностей и требований, предъявляемых к технологическим и программным ком-понентам.
Решаемые задачи. Для достижения поставленной цели потребовалось ре-шить следующие задачи:
1. обосновать новый вид картографических произведений – справочно-картографические ГИС (СК ГИС);
2. разработать концептуальные положения, базовые решения и типовую структуру создаваемых справочно-картографических ГИС;
3. разработать технологическую схему создания и использования справочно-картографических ГИС;
4. разработать эффективную справочно-поисковую систему;
6
5. осуществить апробацию разработанной методики.
Содержание
Введение ....................................................................................................................... 4
1 Геоинформационные системы, термины, классификация, современ-
ное состояние ............................................................................................................ 9
1.1 Основные понятия о географической системе ............................................... 9
1.1.1 Краткая история возникновения ГИС ................................................... 9
1.1.2 Фундаментальные понятия, характеризующие ГИС ......................... 12
1.1.3 Главные функции и признаки ГИС...................................................... 15
1.2 Особенности справочно-картографических ГИС, проблемы их
создания и функционирования....................................................................... 17
1.2.1 Общие представления о картографической продукции и ее
классификация ....................................................................................... 17
1.2.2 Обзор и анализ современной справочно-картографической
продукции .............................................................................................. 21
2 Разработка концепции и базовых решений при реализации справоч-
но-картографических ГИС .................................................................................... 39
2.1 Понятие справочно-картографических ГИС и их классификация ............. 39
2.2 Концепция создания и функционирования справочно-картографи-
ческих ГИС ....................................................................................................... 45
2.3 Базовые методические решения при создании и функционирова-
нии справочно-картографических ГИС ........................................................ 48
2.4 Технологическая схема создания справочно-картографических
ГИС ................................................................................................................... 52
3 Технологические и программные компоненты при создании СК ГИС ........... 62
3.1 Потребность в технологических компонентах (дополнительной
информации) .................................................................................................... 62
3.2 Разработка картографического материала для СК ГИС .............................. 64
3.3 Разработка и представление технологических компонентов, муль-
тимедийной, статистической и текстовой информации .............................. 70
3
Вложенные файлы: 1 файл
Министерство образования и науки Российской Федерации
Государственное общеобразовательное учреждение
высшего профессионального образования
«СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»
УДК 528.946
На правах рукописи
Писарев Виктор Семенович
МЕТОДИКА СОЗДАНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
СПРАВОЧНО-КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ГИС
25.00.33 – «Картография»
Диссертация
на соискание ученой степени кандидата
технических наук
Научный руководитель:
доктор технических наук, профессор
Лисицкий Дмитрий Витальевич
Новосибирск – 2010
2
Содержание
Введение....................................................................................................................... 4
1 Геоинформационные системы, термины, классификация, современ-
ное состояние............................................................................................................ 9
1.1 Основные понятия о географической системе ............................................... 9
1.1.1 Краткая история возникновения ГИС................................................... 9
1.1.2 Фундаментальные понятия, характеризующие ГИС......................... 12
1.1.3 Главные функции и признаки ГИС...................................................... 15
1.2 Особенности справочно-картографических ГИС, проблемы их
создания и функционирования....................................................................... 17
1.2.1 Общие представления о картографической продукции и ее
классификация....................................................................................... 17
1.2.2 Обзор и анализ современной справочно-картографической
продукции.............................................................................................. 21
2 Разработка концепции и базовых решений при реализации справоч-
но-картографических ГИС.................................................................................... 39
2.1 Понятие справочно-картографических ГИС и их классификация............. 39
2.2 Концепция создания и функционирования справочно-картографи-
ческих ГИС....................................................................................................... 45
2.3 Базовые методические решения при создании и функционирова-
нии справочно-картографических ГИС ........................................................ 48
2.4 Технологическая схема создания справочно-картографических
ГИС ................................................................................................................... 52
3 Технологические и программные компоненты при создании СК ГИС........... 62
3.1 Потребность в технологических компонентах (дополнительной
информации).................................................................................................... 62
3.2 Разработка картографического материала для СК ГИС.............................. 64
3.3 Разработка и представление технологических компонентов, муль-
тимедийной, статистической и текстовой информации.............................. 70
3
3.3.1 Разработка мультимедийных информационных компонен-
тов, на примере создания и функционирования круговых
панорам .................................................................................................. 71
3.3.2 Разработка мультимедийных информационных ккомпонен-
тов на примере создания и функционирования фотоальбома ......... 72
3.4 Интегрирование технологических компонентов в единую среду
(ГИС-оболочку) ............................................................................................... 74
3.5 Формирование программного обеспечения для создания справоч-
но-картографических ГИС ............................................................................. 77
4 Реализация разработанной технологии................................................................ 85
Заключение ................................................................................................................ 94
Библиографический список ..................................................................................... 95
Приложение А. Технические условия мастер-диска «Электронный ат-
лас Новосибирской области "Люби и знай свой край
родной" для средней школы».................................................... 101
Приложение Б. Сценарий электронного атласа НСО «Люби и знай свой
край родной»............................................................................... 106
Приложение В. Программное обеспечение, которое применялось авто-
ром при создании электронного атласа Новосибирской
области «Люби и знай свой край родной»............................... 109
4
Введение
Актуальность темы диссертации. Стремительно развивающийся науч-
но-технический прогресс приводит к тому, что с каждым годом появляется все
новое и более совершенное программное обеспечение для создания картогра-
фических материалов, на основе которых разрабатываются новые средства
коммуникации. Поскольку карта также является каналом передачи пространст-
венной информации, она должна отвечать интересам современного общества.
Развитие современного общества диктует новые требования к содержанию
карт, методам представления картографического материала и информационно-
му сопровождению. Оперативное информационно-картографическое сопрово-
ждение динамично развивающегося общества должно быть представлено с уче-
том новейших достижений науки и техники в области картографии, а также
развития информационных технологий, мобильной связи и Интернет.
Большой вклад в развитие современной картографии в части широкого
использования компьютерных методов, геоинформационных технологий, теле-
коммуникационных систем внесли известные отечественные ученые: Баранов
Ю.Б., Берлянт А.М., Бугаевский Ю.Л., Жалковский Е.А., Журкин И.Г., Капра-
лов Е.Г., Кошкарев А.В., Лурье И.К., Лисицкий Д.В., Мартыненко А.И., Новаков-
ский Б.А., Тикунов В.С., Ушакова А.А., Халугин Е.И., Цветков В.Я., Чумаченко
А.Н., Шайтура С.В., Шибалов С.Н. и др.
Одним из новых современных средств коммуникации является справоч-
но-картографическая продукция (СКП) в электронном виде. СКП – это особый
класс картографических произведений, представляющий собой совокупность
информационных массивов и программных средств, обеспечивающих форми-
рование цифровой картографической модели с возможным включением средств
мультимедиа и поисковой системы.
Управляются СКП, как правило, специализированным программным
обеспечением, в котором заложены все необходимые функции для работы с
картографическим
и
текстовым
материалом.
Такая
справочно-
5
картографическая продукция позволяет пользователю визуализировать карто-
графические и семантические пространственные данные и на ее основе предос-
тавлять комплексную информацию об отдельном объекте или местности в це-
лом.
В нашей стране в последние годы были выполнены отдельные разработки
в этой области, выпущен большой объем справочно-картографической продук-
ции на несколько городов и отдельные регионы, однако в целом полученные
результаты носят чисто производственный характер, не систематизированы и
научно не обоснованы. В отечественной и зарубежной технической литературе
приводится явно недостаточно сведений о научно-методическом обосновании,
о разработках научно-методических основ этого нового и специфического на-
правления в картографии. Это и обусловило выбор направления настоящих ис-
следований.
В лаборатории геоинформационного картографирования СГГА на протя-
жении 10 лет проводятся работы по исследованию разнообразных геоинформа-
ционных систем, предназначенных для массового использования, в том числе
автором проводятся работы по разработке справочно-картографических ГИС.
Целью диссертационной работы является разработка методики создания
и функционирования справочно-картографических ГИС, исследование особен-
ностей и требований, предъявляемых к технологическим и программным ком-
понентам.
Решаемые задачи. Для достижения поставленной цели потребовалось ре-
шить следующие задачи:
1. обосновать новый вид картографических произведений – справочно-
картографические ГИС (СК ГИС);
2. разработать концептуальные положения, базовые решения и типовую
структуру создаваемых справочно-картографических ГИС;
3. разработать технологическую схему создания и использования справочно-
картографических ГИС;
4. разработать эффективную справочно-поисковую систему;
6
5. осуществить апробацию разработанной методики.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования является справочно-картографическая продукция
на электронных носителях и в сети Интернет. Предметом исследования являет-
ся методика создания и функционирования справочно-картографических ГИС.
Методы и средства исследования
При решении поставленных задач использовались методы системного
подхода и сравнительного анализа с использованием современных компьютер-
ных средств и программного обеспечения, методы и средства мультимедиа.
Также использовались карты, атласы, другая справочно-картографическая про-
дукция на электронных носителях и в сети Интернет и соответствующее про-
граммное обеспечение.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.
1.
Обосновано и сформулировано определение понятия «справочно-
картографическая ГИС».
2.
Разработаны концепция, методика построения справочно-картографи-
ческих ГИС.
3.
Разработана новая уникальная справочно-поисковая система.
4.
Разработана технология создания и функционирования СК ГИС.
5.
Апробированы методика и технология создания и функционирования
СК ГИС.
Практическая ценность
Разработанная методика реализована в виде оригинальной технологии
и апробирована на примере создания нескольких справочно-картографических
ГИС на два субъекта и на два города Российской Федерации.
На защиту выносятся:
1)
научно-методические основы построения СК ГИС;
2)
новая справочно-поисковая система многоаспектного сетевого доступа к
информации;
7
3)
технологическая схема создания и функционирования справочно-кар-
тографических ГИС.
Кроме того, было сформулировано и предложено авторское определение
справочно-картографических ГИС.
Реализация результатов работы
Основные положения диссертационной работы и практические результаты
легли в основу выполнения ряда производственных проектов по созданию
справочно-картографических ГИС. В частности, по разработанной методике
создано несколько справочно-картографических систем и электронных атласов
по Новосибирской области и для Ханты-Мансийского автономного округа –
Югры.
Диссертационные исследования выполнены в рамках федеральной целевой
программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»
на 2009–2013 гг. по государственному контракту № 02.740.11.0735. Тема дис-
сертации также связана с плановыми исследованиями, проведенными по гос-
бюджетным темам СГГА (номера государственной регистрации 6.30.126,
012001.05.009, 6.30.199). Основные положения, разработанные в диссертацион-
ной работе, внедрены в учебный процесс, дипломное проектирование и студен-
ческую научную деятельность кафедры картографии и геоинформатики СГГА,
что подтверждено соответствующими актами.
Апробация. Основные положения диссертационной работы и результаты
исследований представлены в докладах на различных научно-технических конфе-
ренциях: III региональном семинаре «Проблемы педагогической инноватики.
Компьютерная дидактика», ноябрь 2002 г., Медиа-Центр НГПУ, г. Новосибирск;
международной научно-технической конференции «Современные проблемы гео-
дезии и оптики», посвященной 70-летию НИИГАиК, апрель 2003 г., СГГА, г. Но-
восибирск; LIV научно-технической конференции, посвященной 225-летию геоде-
зического образования в России, 19–23 апреля 2004 г., СГГА, г. Новосибирск; ме-
ждународных научных конгрессах «ГЕО-Сибирь» в 2005–2010 гг., СГГА, г. Ново-
сибирск; 2-й региональной научно-практической конференции 23–24 марта
8
2006 г., ИрГУТ, г. Иркутск; VIII научной конференции по тематическому карто-
графированию, 21–23 ноября 2006 г., г. Иркутск; XXIII Международной карто-
графической конференции, 4–7 августа 2007 г., г. Москва; региональной научно-
методической конференции «Актуальные вопросы модернизации высшего об-
разования», 11–12 февраля 2010 г., СГГА, г. Новосибирск.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 19 работ
(15 научных статей в соавторстве), в том числе 1 – в издании, рекомендованном
ВАК.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключе-
ния, списка использованных источников, включающего 68 наименований. Со-
держание изложено на 113 страницах. В работу входят 30 рисунков, 5 таблиц
и 3 приложения.
Автор выражает глубокую признательность за поддержку и помощь в ра-
боте над диссертацией всем сотрудникам кафедры картографии и геоинформа-
тики СГГА и отдельно научному руководителю, заведующему кафедрой, док-
тору технических наук, профессору Дмитрию Витальевичу Лисицкому, канди-
дату технических наук, доценту Е.В. Комиссаровой, кандидату технических на-
ук, доценту А.Ю. Матеруку, кандидату технических наук, доценту Я.Г. Поши-
вайло, кандидату технических наук, доценту С.С. Дышлюк, кандидату техниче-
ских наук, доценту Е.С. Утробиной, кандидату технических наук С.Ю. Кацко.
Особую благодарность автор выражает ректору Сибирской государствен-
ной геодезической академии, доктору технических наук, профессору Александ-
ру Петровичу Карпику за поддержку и понимание в ходе выполнения данной
работы.
9
1 Геоинформационные системы, термины, классификация, современное
состояние
1.1 Основные понятия о географической системе
1.1.1 Краткая история возникновения ГИС
Географические информационные системы (ГИС) появились в начале
60-х годов XX века. Сущность и основные понятия ГИС неразрывно связаны с
более общим понятием «геоинформатика». Именно в 60-х годах прошлого века
сложились главные причины, предпосылки и условия появления геоинформати-
ки, которые заключаются в следующем:
широкое распространение компьютеров;
накопление обширных материалов (аэрокосмических, картографических,
статистических и др.);
обеспечение сохранности и доступности этих материалов для широкого
круга пользователей;
возможность оперативной визуализации данных и результатов модели-
рования географического пространства;
потребность упорядочения сведений в базах данных для информатиза-
ции и компьютеризации сфер деятельности;
необходимость оперативных принятий решений пространственных задач
[1, 2].
Русский термин «геоинформатика» является производным от термина «ин-
форматика», обозначающего научное направление, которое изучает теорию, ме-
тоды и способы накопления, обработки и передачи данных, информации и зна-
ний с помощью электронно-вычислительных машин (ЭВМ) и других техниче-
ских средств. Особенность геоинформатики в том, что она имеет дело с особым
видом данных – с географически привязанными или пространственными дан-
ными.
10
Сущность геоинформатики принято рассматривать в трех основных аспек-
тах: это наука, технология и производственная деятельность по научному обос-
нованию, проектированию, созданию, эксплуатации и использованию ГИС, по
разработке соответствующих геоинформационных технологий, по приложению
ГИС для практических или научных целей [1, 2, 3, 4].
Геоинформатика относится к группе наук о Земле, которая тесно связана с
рядом смежных наук и научных дисциплин (рисунок 1).
Рисунок 1 – Связь геоинформатики с другими науками
Впервые термин «географическая информационная система» появился в
англоязычной литературе и использовался в двух вариантах – как geographic
information system и geographical information system. Очень скоро он также по-
лучил сокращенное наименование (аббревиатуру) GIS. Чуть позже этот термин
проник в российский научный лексикон, где существует в двух равнозначных
формах: исходной полной – в виде «географической информационной систе-
мы» и редуцированной – в виде «геоинформационной системы».
Кратко ГИС определялись как информационные системы, обеспечиваю-
щие сбор, хранение, обработку, отображение и распространение данных, а так-
же получение на их основе новой информации и знаний о пространственно-
координированных объектах [1–5].
11
В настоящее время существует множество разноаспектных определений
ГИС.
«Географическая информационная система (geographic(al) information sys-
tem, GIS, spatial information system) – это информационная система, обеспечи-
вающая сбор, хранение, обработку, доступ, отображение и распространение
пространственно-координированных данных (пространственных данных). ГИС
содержит данные о пространственных объектах в форме их цифровых пред-
ставлений (векторных, растровых, квадротомических и иных). Поддерживается
программным, аппаратным, информационным нормативно-правовым, кадро-
вым и организационным обеспечением» [1].
ГИС – это «динамически организованное множество данных, состоящих из
наблюдений за пространственно распределенными явлениями, процессами или
событиями, которые могут быть определены как точки, линии и контуры» [6].
ГИС – это «интерактивные системы, способные реализовать сбор, систе-
матизацию, хранение, обработку, оценку, отображение и распространение дан-
ных, и как средство получения на их основе новой информации и знаний о про-
странственно-временных явлениях» [7].
ГИС – это «аппаратно-програмный человеко-машинный комплекс, обеспе-
чивающий сбор, обработку, отображение и распространение пространственно-
координатных данных, интеграцию данных и знаний о территории для их эф-
фективного использования при решении научных и прикладных географиче-
ских задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогно-
зированием и управлением окружающей средой территориальной организацией
общества» [2].
«ГИС – программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий сбор, обра-
ботку, отображение и распространение пространственно-координированных
данных, интеграцию данных, информации и знаний о территории для их эф-
фективного использования при решении научных и прикладных задач, связан-
ных с инвентаризацией, анализом, моделированием, прогнозированием и управ-
лением окружающей средой и территориальной организацией общества» [8].
12
«ГИС – информационная система, предназначенная для анализа геопро-
странства и управления его развитием на основе создаваемых и сохраняемых
моделей с учетом пространственно-временных факторов» [9].
В существующих определениях геоинформационных систем в настоящий
момент, к сожалению, нет ясности, но в большинстве работ ГИС определена
как система, позволяющая хранить, производить обработку, доступ и отобра-
жение данных в пространстве.
Кроме того, в работах [1] подчеркивается, что данные в ГИС представлены
в цифровой форме. В источниках [2, 8, 9] говорится, что используя данные сис-
темы, на их основе можно производить моделирование, прогнозирование и
управление развитием территориальной организации общества.
Из анализа различных определений ГИС можно сделать вывод, что в на-
стоящее время сущность и основные понятия в области геоинформационных
систем еще не устоялись, и, следовательно, научные исследования по этой те-
матике актуальны и будут продолжать развиваться.
Резюмируя вышеизложенное, под ГИС будем понимать аппаратно-
программный человеко-машинный комплекс, обеспечивающий сбор, обработку,
отображение, интеграцию данных, информации и знаний в едином поле геопро-
странства для их эффективного использования при решении научных и при-
кладных задач, связанных с инвентаризацией, анализом, моделированием, про-
гнозированием и управлением окружающей средой и территориальной органи-
зацией общества.
1.1.2 Фундаментальные понятия, характеризующие ГИС
Фундаментальными понятиями в ГИС являются такие понятия, как «ин-
формация», «данные», «знания». Эти термины стали общеупотребительными,
постоянно встречаясь в газетах, теле- и радиопередачах, научных и научно-
популярных публикациях. Смысл их кажется предельно ясным, и они часто за-
меняются такими словами, как «сообщения», «сведения», «сигнал», «материа-
13
лы» и др. При этом не обращают внимание на то, что эти понятия имеют много
общего, но заметно разнятся по своей сути [4].
На основе проведенного обзора и анализа работ Берлянта А.М., Капралова
Е.Г., Кошкарева А.В., Тикунова В.С. [2, 3, 4] и др., рассмотрим каждое из поня-
тий подробнее.
Термин «информация» в широком смысле – абстрактное понятие, имею-
щее множество значений в зависимости от контекста. В узком смысле – это
сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В на-
стоящее время не существует единого определения термина «информация».
С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим
специфическим набором признаков. Например, «информация» может тракто-
ваться, как совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе,
сохранѐнных и распространѐнных во времени и пространстве.
Так, в [1, 2] приводится следующее определение: информацией называют-
ся сведения, то есть знания, передаваемые системой знаков любого рода.
В «Энциклопедии кибернетики» [10] в широком смысле «информация» –
это отражение реального мира; в узком смысле «информация» – это любые све-
дения, являющиеся объектом хранения, передачи и преобразования. Информа-
ция – это понимание (смысл, представление, интерпретация), возникающее в
аппарате мышления человека после получения им данных, взаимоувязанное с
предшествующими знаниями и понятиями [11].
К свойствам информации с точки зрения потребителя можно отнести:
качество информации – обобщѐнная положительная характеристика ин-
формации, отражающая степень еѐ полезности для пользователя;
релевантность – способность информации соответствовать нуждам (за-
просам) потребителя;
полноту – свойство информации исчерпывающе (для данного потреби-
теля) характеризовать отображаемый объект и/или процесс;
своевременность – способность информации соответствовать нуждам
потребителя в нужный момент времени;
14
достоверность – свойство информации не иметь скрытых ошибок;
доступность – свойство информации, характеризующее возможность еѐ
получения данным потребителем;
защищѐнность – свойство, характеризующее невозможность несанкцио-
нированного использования или изменения информации;
эргономичность – свойство, характеризующее удобство формы или объ-
ема информации с точки зрения данного потребителя [12].
Перейдем к рассмотрению сущности терминов «данные» и «знания».
Термин «данные» принято применять в отношении информации, представ-
ленной в виде, позволяющем хранить, передавать или обрабатывать еѐ с помо-
щью технических средств. Согласно [2] данные – это представление фактов и
идей в формализованном виде, пригодном для передачи и обработки в некото-
ром информационном процессе.
Данные – любые сигналы, получаемые, передаваемые и обрабатываемые
человеком с помощью органов чувств либо устройством, посредством алгорит-
ма, созданного человеком. Данные не имеют смысла. Смысл генерируется че-
ловеком на основе полученных данных и сформированного ранее смысла (ин-
формации) [11].
В работах [4, 12] под данными понимается совокупность фактов и сведе-
ний, представленных в каком-либо формализованном виде (в количественном
или качественном выражении) для их использования в науке или других сферах
человеческой деятельности. Иначе говоря, данные соответствуют дискретным
зарегистрированным фактам относительно явлений, посредством которых мы
получаем информацию о реальном мире.
Компьютер не работает с информацией. Он всегда имеет дело с сообще-
ниями, представленными данными. Человек имеет возможность получать ин-
формацию на основе данных компьютера. Понятие «знания» также имеет неод-
нозначное определение. В [10] знание определяется как субъективный образ
объективной реальности, то есть отражение внешнего мира в формах деятель-
ности человека, в формах его сознания и воли.
15
1.1.3 Главные функции и признаки ГИС
Функции ГИС заключаются в сборе, системной обработке, моделировании
и анализе пространственных данных, их отображении и использовании при
подготовке и решении управленческих решений.
Исторически ГИС в современном их понимании развивались на базе ин-
формационно-поисковых систем и позднее – картографических банков данных.
Информационные системы рассматривали как первый этап автоматизированно-
го создания карт, позднее в функции ГИС стали включать блоки математико-
картографического моделирования и автоматизированного воспроизведения
карт. Рассматривая карту как инструмент для географического анализа и выде-
ляя подсистему пользователя, в функциях ГИС стали охватывать и область ис-
пользования карт.
Большинство ГИС включают в свои функции создание карт, используют
картографические материалы как источник базовой картографической инфор-
мации и содержат следующие блоки:
1. Ввод и редактирование данных. В этот блок входит также аналого-
цифровое преобразование данных.
2. Формирование цифровой модели местности. Цифровая модель может
создаваться, храниться и обрабатываться в рамках определенных моделей: к
ним относят растровую, векторную и иные двух- и трехмерные модели данных,
которым соответствуют некоторые форматы данных.
3. Проектирование и ведение баз данных (БД) атрибутивной информации
ГИС. Сюда относится также поддержка функций систем управления базами
данных (СУБД), включая ввод, хранение, манипулирование, обработку про-
странственных запросов, поиск, выборку, сортировку, обновление, защиту дан-
ных и создание базы метаданных в рамках основных моделей организации дан-
ных БД.
4. Преобразование систем координат и трансформация картографических
проекций.
16
5. Совместное использование двух наиболее употребляемых моделей про-
странственных данных – растровой и векторной, экспорт и импорт в среду дру-
гих программных продуктов, ввод или вывод данных. Конвертация растрового
представления пространственных объектов в векторное (векторизация), вектор-
ного в растровое (растеризация) и графическое совмещение растровых и век-
торных слоев данных.
6. Вычисление длин отрезков прямых и кривых линий, площадей, пери-
метров, объемов, характеристик форм объектов и т. п., автоматизация обработ-
ки данных геодезических измерений.
7. Пространственно-аналитические операции. Одна из базовых функцио-
нальных групп ГИС, включающая анализ близости, расчет и анализ зон види-
мости/невидимости, сетевой анализ, оверлей, расчет и построение буферных зон.
8. Создание и обработка цифровых моделей рельефа. В этот блок входят
расчет производных морфометрических характеристик (углов наклона, экспо-
зиции и формы склонов), построение трехмерных изображений местности,
профилей поперечного сечения, вычисление объемов, генерация линий сети
тальвегов и водоразделов и иных особых точек и линий рельефа, интерполяция
высот, построение изолиний по множеству значений высот, автоматизация ана-
литической отмывки рельефа, цифровое ортотрансформирование изображений.
9. Генерация отчетов, документирование результатов в текстовой, графи-
ческой (в том числе картографической), табличной формах с использованием
различных графических периферийных устройств (принтеров, графопостроите-
лей и т. п.), экспорт данных.
Выделенные функциональные блоки по составу могут в некоторой мере
видоизменяться в зависимости от тематической направленности каждой кон-
кретной ГИС.
При дальнейших исследованиях, разработках и проектировании структуры
и состава справочно-картографических ГИС автор придерживался наличия
приведенных выше функциональных блоков. Кроме того, особое внимание бы-
ло уделено вопросам выбора географической основы для базовой карты, которая
17
служит картографической основой для последующих совмещений всех данных и
для взаимного согласования тематических слоѐв с целью последующего анализа.
1.2 Особенности справочно-картографических ГИС, проблемы их создания
и функционирования
1.2.1 Общие представления о картографической продукции
и ее классификация
Современный мир уже невозможно представить без достоверной, карто-
графически точной и постоянно дополняемой и обновляемой пространственной
информации.
В традиционной картографии к картографической продукции относят: кар-
ты, атласы, глобусы, рельефные карты, блок-диаграммы, фотокарты и др.
Во второй половине XX века с появлением новой техники и компьютерных
технологий в картографии стремительно развивается научно-технический про-
гресс, который подчиняется общей тенденции: «больше, быстрее, нагляднее» [13].
Развитие геоинформационных методов и технологий привело к созданию
большого числа электронной картографической продукции, в частности более
реалистических геоизображений, сочетающих свойства карты, перспективного
снимка, блок-диаграммы, анимации и мультимедийных средств.
Электронная картографическая продукция – электронные карты и атласы –
это удачная альтернатива «бумажным» видам продукции, основное их преиму-
щество заключается в повышении осведомленности пользователей об изобра-
жаемом геопространстве [14].
Наряду с традиционной картографической продукцией, представляемой в
аналоговой или электронной формах, появился и принципиально новый класс
продукции – справочно-картографическая.
Как уже было отмечено выше, справочно-картографическая продукция
(СКП) – это особый класс информационных и программных модулей, объеди-
18
ненных специализированным программным обеспечением, содержащих и по-
зволяющих визуализировать картографический материал на экране монитора,
включающий средства мультимедиа и интегрированную поисковую систему,
выполняющую поиск по заполненной разработчиками базе данных. В СКП за-
ложены все необходимые функции для работы с картографическим и текстовым
материалом. Такая справочно-картографическая продукция позволяет пользова-
телю за счет визуализации картографических и семантических данных пред-
ставлять комплексную информацию об отдельном объекте или местности в целом.
К справочно-картографической продукции можно отнести всю выпускае-
мую продукцию в электронном виде, содержащую картографическую информа-
цию, а именно карты, атласы, атласные системы, картографо-информационные
системы, а также ГИС.
На рисунке 2 приводится классификация справочно-картографической про-
дукции по видам, форме представления картографической информации, использо-
ванию дополнительных возможностей, форме хранения, средствам демонстрации.
С нашей точки зрения, справочно-картографическую продукцию, храня-
щую в себе большое количество картографической информации, представлен-
ную в компьютерной форме, по своему назначению можно также разделить на
следующие подклассы:
1. Информационно-справочные системы, включающие картографический
материал.
2. Картографические атласы в компьютерной форме:
- электронные атласы;
- цифровые атласы;
- электронно-цифровые атласы.
3. Картографические учебные пособия в компьютерной форме:
- электронные картографические пособия;
- цифровые картографические пособия;
- электронно-цифровые пособия.
4. Справочно-картографические ГИС.
Рисунок 2 – Классификация справочно-картографической продукции
19
Тематические
Широкого использова-
ния
Специальные
Справочные
Учебные
Справочно-картографическая
продукция
Карты, атласы, ат-
ласные системы
Картографические справочно-
информационные
учебные пособия
Информационно-
справочные системы
Географические информаци-
онные
системы
По форме представления картографиче-
ского изображения
По формату пред-
ставления изобра-
жения
Рас
тро
вы
е
Ве
кто
рн
ые
Ко
мб
ин
ир
ова
нн
ые
Без
БД
С внутрен-
ней БД
каждой
отдельной
карты
С под-
ключае-
мой БД
Редак-
тируе-
мые и
напол-
няемые
БД
По способу представ-
ления к БД
По форме хранения
На электронных носителях
(CD-Rom, DVD- Rom)
В локальных сетях
В сети Интернет
По средствам демонстрации
На мониторе
На мониторе кар-
манного компью-
тера
На экране, посредст-
вом проектора
По использованию дополнительных воз-
можностей
Наличие аналитических
операций
Наличие поисковых
систем
Неограниченность по объему
представляемой информации
По отношению к
БД
20
Информационно-справочные системы – электронные издания справоч-
но-информационной направленности, содержащие картографический материал,
ориентированные на доведение различного рода информации до широкого кру-
га потребителя. Примером могут служить информационно-справочные табло на
железнодорожных станциях, которые показывают маршрут следования поезда
из одного населенного пункта в другой, или электронные табло, расположен-
ные в самолетах, которые в реальном времени отображают на картографиче-
ской основе маршрут следования воздушного судна.
Картографические атласы (атласные системы) в компьютерной форме –
систематическое собрание компьютерных карт, функционирующих в едином
программном обеспечении и представленных на электронных носителях или в
сети Интернет. В зависимости от того, в каких форматах представлены карто-
графические материалы, атласы могут быть следующих видов:
- электронные атласы – совокупность карт, представленных в растровом
формате;
- цифровые атласы – совокупность карт, представленных в векторном
формате и связанных с базой пространственных данных;
- электронно-цифровые атласы – совокупность карт, представленных в растро-
вом и векторном форматах. На таких картах растр выполняет функцию подложки.
Картографические учебные пособия в компьютерной форме – пособия,
представленные на электронных носителях или в сети Интернет и направлен-
ные на обучение в статическом или интерактивном виде, с обязательным ис-
пользованием картографических материалов. Так же, как и атласы, в зависимо-
сти от формата представленного картографического материала картографиче-
ские учебные пособия могут быть следующих видов:
- электронные картографические учебные пособия – содержат карты, пред-
ставленные в растровом формате;
- цифровые картографические учебные пособия – содержат карты, пред-
ставленные в векторном формате;
- электронно-цифровые картографические учебные пособия – содержат
карты, представленные в растровом и векторном форматах.
21
Справочно-картографические ГИС – специализированные системы, ба-
зирующиеся на основе профессионального программного обеспечения, выпол-
няющего функции геоинформационных систем, включая создание и использо-
вание цифровых растровых и векторных карт с базами данных, а также допол-
нительного мультимедийного справочного материала в сочетании с поисковы-
ми средствами.
Принципиальным отличием справочно-картографических ГИС от выше
перечисленных видов справочно-картографической продукции является то, что
они работают с пользователем в интерактивном режиме и формируют карто-
графический материал непосредственно в процессе запроса. Используя элемен-
ты навигации и выделение объектов карты, пользователь получает доступ к
картографическому материалу в реальном времени. По запросу пользователя
формируются картографические материалы в векторном виде с базой данных
на территорию, что позволяет самостоятельно составлять новые тематические
карты на базе имеющихся. Например, определение наиболее вероятных терри-
торий дальнейшей застройки населенного пункта по нескольким имеющимся
картам застройки этого населенного пункта в разное время и т. д.
1.2.2 Обзор и анализ современной справочно-картографической
продукции
С каждым годом пользователь получает все более широкий круг возмож-
ностей, предоставляемых справочно-картографической продукцией, выпускае-
мой у нас в стране и за рубежом.
Как было отмечено ранее, справочно-картографическую продукцию по
способам представления можно разделить на два больших блока: на физических
носителях (CD-ROM, DVD-ROM и т. д.) и в сети Интернет. Соответственно ви-
ды и содержание справочно-картографической продукции, представленной в
современном мире, рассмотрим с точки зрения двух соответствующих блоков.
Автором был проведен анализ большого количества справочно-картогра-
фических систем, реализованных как у нас в стране, так и во всем мире, но из-
22
за схожих функциональных возможностей были отобраны лишь некоторые.
Ниже приводится описание нескольких видов справочно-картографической
продукции, которая, на наш взгляд, задает общий тон в развитии современной
цифровой картографии.
I. Наиболее характерным и распространенным в России проектом для мас-
сового и практически ежедневного использования, являющимся одним из видов
справочно-картографической продукции, на сегодняшний день считается сис-
тема Дубль-ГИС.
Дубль-ГИС – интерактивная электронная городская карта со справочником
по предприятиям и всем видам городского транспорта. Выпускается в 21 городе
России и Украины (рисунок 3). Предлагаются информационные продукты в
трех направлениях: для настольных ПК, КПК и online [15].
Рисунок 3 – Внешний вид интерфейса программы Дубль-ГИС «Новосибирск»
23
Возможности программного обеспечения, на основе которого реализован
данный проект, позволяет выполнять следующие функции:
найти на карте любой из объектов: дом по адресу, улицу, жилмассив,
район, остановку городского транспорта, железнодорожную станцию, станцию
метро;
получить дополнительную справочную информацию о находящихся в
здании организациях и учреждениях;
измерить расстояние между объектами или оценить длину определенно-
го маршрута;
распечатать фрагменты карты вместе с информацией о выбранных зда-
ниях или компаниях;
делать собственные пометки на плане города и т. д.
Все описанные возможности программы можно отнести к ее достоинствам.
К недостаткам данной справочно-картографической продукции «Дубль-
ГИС» можно отнести отсутствие трехмерности объектов. В данной ГИС пред-
ставлена «искусственная» прорисовка трехмерности, авторы программного
обеспечения называют ее «псевдотрехмерным изображением», т. е. по такому
изображению нельзя получить величину высоты зданий и сооружений.
II. Электронная карта-справочник города Санкт-Петербурга
Электронная карта города Санкт-Петербурга [16] является картографиче-
ской продукцией для использования широкими слоями населения, распростра-
няется бесплатно в виде дистрибутива, доступного для скачивания на сайте
компании (рисунок 4).
Основное назначение данного справочника – выполнение и отображение
поисковых запросов пользователя, таких как:
- поиск дома на карте города;
- отображение справочной информации о доме;
- поиск организации по названию, адресу, сфере деятельности, номеру те-
лефона, адресу в Интернет;
24
- поиск организации, находящейся в определенном пользователем радиусе;
- измерение расстояний;
- нахождение оптимального пути проезда и т д.
Рисунок 4 – Внешний вид интерфейса
электронной карты-справочника Санкт-Петербурга
К недостаткам можно отнести то, что на данной карте-справочнике трех-
мерность объектов на является искусственной прорисовкой, а значит, не отра-
жает действительного размера объекта.
III. Проект «Мир Кибер» города Новосибирска.
«Мир Кибер» – это удобная программа, содержащая трѐхмерную модель
Новосибирска и справочник по всем организациям. Отличительным признаком
25
данной системы является то, что разработанная карта является полноценной
трехмерной картой с максимальной степенью достоверности в соблюдении
геометрических и эстетических свойств объектов карты [17].
3D-графика позволяет максимально реалистично увидеть достопримеча-
тельности города, «побродить» по улицам, ознакомится с жизнью столицы Си-
бири. В каждом релизе программы – новые объекты, новая информация, новая
эстетика. На рисунке 5 показано здание завода. По качеству визуализации и
отображения внешний вид данного объекта максимально приближается к его
истинному виду на местности.
Рисунок 5 – Внешний вид здания
Одной из функций данной системы является наглядная ориентация в лю-
бой точке города. «Когда нужно найти незнакомое здание, обычная «плоская»
карта оказывается недостаточно информативной. Вот объект, в нѐм находится
26
искомая организация, но с какой стороны к ней удобнее подъехать? Где припар-
ковать машину? Как найти вход? Теперь сориентироваться можно, не выходя из
дома или офиса, – в «Мир Кибере» подобные нюансы видны как на ладони» [17].
Недостатками данной системы являются высокие системные требования и
возможные проблемы с запуском в некоторых конфигурациях.
IV. ГИС города Москвы (рисунок 6).
Подробность карты – до каждого дома (107 550 зданий и строений). Поми-
мо домов, карта содержит данные по улицам (3 658 улиц и площадей), 366 вы-
ходов станций метро, железнодорожные пути и платформы, реки и водоемы,
данные по численности и плотности населения, товарооборот розничной тор-
говли, показатели интенсивности движения автотранспорта и плотности пасса-
жиропотока по станциям метро и многое другое. Ежегодно производится об-
новление электронной карты. На базе электронной карты регулярно издаются
уникальные атласы г. Москвы («Москва с каждым домом», «Автоатлас Москвы
с дорожными знаками»).
Пространственные данные:
Кварталы, водные объекты, зеленые зоны и пр.
Дорожная сеть: осевые линии улиц с указанием их названий (подписи).
Здания и сооружения с указанием номеров домов (107 212 объектов, из
них – 59 613 с почтовыми адресами).
Спортивные сооружения.
Мосты, тоннели и пр.
Выходы станций метро.
Железные дороги, железнодорожные станции и платформы.
Административные округа и муниципальные районы.
Атрибутивные данные:
Названия и категории (ранги) улиц.
Названия зеленых массивов, водных объектов, станций метро, железно-
дорожных станций и пр.
27
Полные адреса зданий и сооружений.
Базы данных по организации дорожного движения [18].
Рисунок 6 – Внешний вид ГИС города Москвы
Решаемые задачи данной электронной карты позволяют решать различные
задачи поискового характера (поиск по адресу, станции метро), выполнять под-
готовку отчетов.
Каждый графический объект связан с соответствующей записью в соответ-
ствующей атрибутивной базе данных. Атрибутивные базы данных реализованы
в виде реляционных наборов файлов, включающих справочники названий улиц,
классификатор типов объектов, перечни названий и пр.
По результатам обзора и анализа приведенных выше картографических
систем автором была разработана сводная таблица результатов с выявлением
типовых функций, присущих каждой системе, и нахождением уникальных дос-
тоинств и возможных недостатков (таблица 1).
Таблица 1 – Сводная таблица результатов анализа картографических систем
Функциональные
возможности
Дубль-ГИС
ГИС г. Санкт-Петербурга
ГИС г. Новосибирска
«Мир Кибер»
ГИС г. Москвы
Наличие вычисления гео-
метрических функций
+
+
+
+
Наличие поисковой систе-
мы
+
+
+
+
Наличие аналитических
возможностей
–
–
–
–
Наличие мультимедиа
возможностей:
- текст
- фото
- видео
- другое
Приведена краткая тексто-
вая справочная информа-
ция об объектах карты
Приведена краткая тексто-
вая справочная информа-
ция об объектах карты
Есть возможность про-
смотра зданий изнутри
Приведена краткая тексто-
вая справочная информа-
ция об объектах карты
Наличие возможности соз-
дания «пользовательских»
объектов на карте
+
–
–
–
Наличие возможности до-
бавления новых «пользо-
вательских» тематических
слоев
–
–
–
–
Функция печати карты
Возможность печати
фрагмента карты
+
+
+
Наличие 3D визуализации
Псевдотрехмерность
Псевдотрехмерность
Полноценная трехмерная
визуализация
Псевдотрехмерность
28
29
Справочно-картографическая продукция, представленная в сети Интернет
В сети Интернет все большую популярность приобретает справочно-
картографическая продукция, представленная в виде картографического интер-
нет-сервиса.
Наибольшей популярностью в течение последних двух-трех лет пользуется
картографический проект, разработанный компаний Google, реализованный на
сайтах www.maps.google.com и www.earth.google.com, а также российские про-
екты «Мир карт» (сайт www.mirkart.ru) и проект «77. RU» (сайт www.77.ru).
В анализируемых картографических проектах реализованы довольно раз-
личные подходы и принципы создания, поэтому для их обобщения и анализа
нами были сформулированы и предложены следующие показатели и критерии:
1. Назначение и состав справочно-картографической продукции.
2. Функциональность картографического интернет-сервиса.
3. Наличие поисковых инструментов системы.
4. Программное обеспечение, с помощью которого создан картографиче-
ский интернет-сервис.
5. Главные отличительные особенности картографического интернет-
сервиса.
6. Основные достоинства и недостатки.
7. Компания, предоставляющая картографический интернет-сервис.
На этой основе рассмотрим наиболее характерные проекты.
I. Картографический сайт GOOGLE Maps (GOOGLE Earth).
Уже заслуживший огромную популярность и в среде специалистов, и сре-
ди обычных пользователей, сервер картографических данных и космических
снимков www.maps.google.com получил закономерное продолжение –
www.earth.google.com.
С реализацией этого ресурса каждый пользователь сети может теперь рас-
смотреть покрытие земного шара космическими снимками с любой технически
30
доступной на сегодняшний день детальностью. Кроме того, он может
с легкостью определить точные географические координаты любого объекта с
точностью до одного-двух метров, а также отображать трехмерные модели объ-
ектов с учетом истинного рельефа местности. Это достижение подытоживает
историю противостояния устаревших представлений о характере и предназна-
чении географической информации, с одной стороны, и новых технологий –
с другой.
Google Maps – сервис, работающий в режиме web-страницы. Доступ к дан-
ным несколько ограничен только навигацией и максимально упрощен. Для про-
смотра данных никакого специального программного обеспечения не требуется.
Следует использовать веб-браузер.
Google Earth [19] – сервис, работающий с данными при помощи специаль-
ной программы-навигатора. Возможности программы значительно превосходят
web-сервис как набором данных, так и наличием дополнительных инструмен-
тов (измерения, работа с GPS).
Основные достоинства данного проекта. Во-первых, это простота и дос-
тупность. Пользователь сразу попадает на мировую карту и, имея элементарные
географические знания, может найти нужное ему место, либо сместив и увели-
чив нужный фрагмент, либо введя в строку поиска название города, региона или
страны. Количество инструментов, предназначенных для навигации, весьма ог-
раничено: изменение масштаба (увеличение, уменьшение), сдвиг по осям
(вверх, вниз, вправо, влево) и центрирование на выбранной точке. Также воз-
можно переключение от карты к космическому снимку на любом увеличении.
Во-вторых, это полнота и актуальность данных. Основу данных представ-
ляют спутниковые снимки Landsat и Quickbird и топографические карты. Любая
точка мира отображается с точностью до 1 : 25 000 на основе данных, получен-
ных после 1999 года. Эти снимки предоставлены компанией EarthSat. Крупные
города и многие мировые территории отображаются вплоть до масштабов по-
рядка 1 : 2 000, эти данные представлены компанией DigitalGlobe. Данные нахо-
дятся в географической системе координат WGS-84. Подробные топографиче-
31
ские карты на текущий момент доступны только на крупные населенные пунк-
ты США, Великобритании, частично Канады. На другие территории (включая
Россию) основная топография (гидрографическая сеть, границы стран) отобра-
жается до масштаба 1 : 1 000 000. Для городов, где доступна подробная инфор-
мация, можно также просматривать так называемую «гибридную» карту, пред-
ставляющую космический снимок высокого разрешения с наложенной топо-
графией.
В-третьих, это популярность. Количество пользователей традиционного
поискового сервиса Google – около полумиллиарда. Можно быть уверенным,
что не менее половины из них воспользуются и новыми картографическими
возможностями. Все это открывает большие возможности как для самого
Google, так и для разработчиков, умеющих поьзоваться этой технологией.
Проект Google Earth дает возможность отображать покрытие земного шара
картами и космическими снимками в географически достоверном и, самое
главное, удобном для использования и «быстром» интерфейсе. Последнее – за-
слуга технологии компании Keyhole, специализировавшейся в области создания
технологий трехмерной визуализации геоданных и приобретенной Google
в 2004 году. Подобные сервисы существовали и раньше, однако Google довел их
до логически завершенного и законченного вида.
Все, что необходимо для начала работы, – это программа-навигатор Google
Earth Lite, которая может быть бесплатно получена с сайта и позволяет сразу
начать работать с данными дистанционного зондирования на любую точку зем-
ной поверхности в любом масштабе.
По большому счету программное обеспечение можно, с некоторым допу-
щением, отнести к разряду программного обеспечения ГИС, так как оно рабо-
тает с пространственными данными и по нему можно в любой точке местности
получить координаты этой точки. Особенностью и главным отличием Google
Earth от других, более профессиональных пакетов является хранение данных на
сервере Google, то есть ничего в виде файлов на компьютере пользователя не
сохраняется (кроме специального кэша, использующегося для ускорения рабо-
32
ты), а также отображение и обработка данных «на лету», любое действие со-
провождается немедленным результатом. Большая скорость отображения дан-
ных достигается за счет показа данных на разных уровнях генерализации
(обобщения) и постепенной прорисовки их более детально, по мере загрузки
данных из Интернет.
Данные организуются по принципу слоев, при этом подложку отключить
нельзя. Также в Google Earth проведено четкое разделение между пользователь-
скими данными и данными, предоставляемыми Google. Первые организованы в
список Places (Места), вторые – Layers (Слои). Порядок отображения вторых
изменять нельзя, первых можно.
Данные, используемые в системе Google Earth, уже подготовлены к исполь-
зованию, их не нужно специальным образом обрабатывать, но и нельзя специ-
фическим образом настроить, как это возможно в профессиональных пакетах
ГИС, например, сменить систему координат, комбинацию каналов данных дис-
танционного зондирования, улучшить географическую привязку и т. д. Данные
доступны на весь мир (рисунок 7).
Крупные города (Москва, Санкт-Петербург и некоторые другие) и многие
мировые территории отображаются вплоть до масштабов порядка 1 : 2 000 (ри-
сунок 8).
Сервис Google Earth, использующий спутниковые фотографии нашей пла-
неты, позволяет просматривать трехмерные изображения крупных городов с
высоким разрешением. Становится возможным изучение трехмерных моделей
рельефа и виртуальных «полетов» над ними. Изменяя масштаб изображений,
можно увидеть и Землю целиком, и дом, где вы находитесь в данный момент.
Можно задать маршрут движения камеры и проследить, как проехать к тому
или иному объекту. Возможен полет к объекту «из космоса». Но самое главное –
пользователь может создавать собственные картографические слои в любом
удобном для него виде тематической классификации и в любой топологии (ли-
нейной, точечной, полигональной), наполнять их семантическими (атрибутив-
ными) данными, а также обмениваться ими. Можно создавать и добавлять как
33
векторные объекты (точки, линии, полигоны), так и растровые изображения.
Каждый объект будет отображаться как слой в списке Places (Места). В термино-
логии Google Earth точка называется Placemark, линия – Path, полигон – Polygon.
Рисунок 7 – Внешний вид Google Earth
Возможности Google Earth:
просмотр спутниковых снимков – удобная навигация, бесшовное соеди-
нение спутниковых снимков и моментальное отображение с постепенной про-
рисовкой деталей;
построение перспективных (рельефных) изображений с наложением
спутниковых снимков;
нанесение своих точек, линий и полигонов и экспорт их в специальный
файл (в формате Google) для обмена с другими пользователями Google Earth;
34
наложение своих изображений (например, логотипы, собственные карты
и т. д.) и их примерное совмещение с подстилающей поверхностью;
измерение расстояний;
облет территории на заданной высоте и скорости.
Рисунок 8 – Снимок Google Earth высокого разрешения
После установки и запуска Google Earth на экране появится навигационная
панель, посредством которой можно сдвигать изображение в нужную сторону,
поворачивать картинку и осуществлять масштабирование.
Особый интерес представляют, как правило, различные населенные мест-
ности. На общих картах детальные снимки выглядят как своеобразные квадра-
ты или их скопления – это означает, что данный фрагмент местности можно
приближать с помощью прилагающихся навигационных инструментов и в итоге
35
увидеть дома и дороги. Участки с низким разрешением при сильном приближении
дают просто размытые пятна (в Eatrh) или (в Maps) сообщение о том, что снимков
данного «уровня приближения» (zoom level) в распоряжении Google нет.
Основными недостатками картографического проекта Google является то,
что для работы необходима постоянно действующая и высокоскоростная выде-
ленная линия для соединения с сетью Интернет.
II. Картографический сайт «Мир карт».
Проект «Мир карт», представленный на сайте, является очередным этапом
развития интерактивного картографического интернет-сервиса, идеи, тематику
и технологии которого вот уже более восьми лет разрабатывает и воплощает в
реальные проекты творческая группа InterMap.
InterMap – это специализированный центр новых информационных техно-
логий (СЦНИТ) Пущинского государственного университета (ПущГУ).
Проект задуман как открытый, социально ориентированный и научно-
образовательный интернет-ресурс, адресованный широкому кругу пользовате-
лей русскоязычного сегмента Интернета [20].
Основная идея проекта заключается в том, чтобы предоставить посетите-
лям «Мира Карт» возможность в наглядной и легко воспринимаемой форме по-
лучить полезные и разнообразные сведения об окружающем мире – будь это
родной микрорайон, город, страна или целый континент.
Именно поэтому «Мир Карт» реализован и будет совершенствоваться, в
первую очередь, как интегрированный картографический интернет-ресурс, ох-
ватывающий различные территории, темы и сюжеты и предлагающий различ-
ные варианты самых современных технологических решений интерактивного
картографирования в сети Интернет.
Специально для проекта разработаны оригинальные программные реше-
ния, позволившие связать воедино различные функции и сервисы интернет-
технологий, геоинформационных систем и цифрового тематического картогра-
фирования и тем самым реализовать уникальные информационно-справочные и
аналитические возможности интерактивного картографического сервиса.
36
Базовые карты-основы предоставлены Институтом географии Российской
академии наук. Для некоторых карт крупных городов, таких как Москва и
Санкт-Петербург, есть возможность отображения множества слоев, содержа-
щих информацию о местоположении паспортных столов, посольств, аптек,
ночных клубов, продовольственных рынков, Интернет-провайдеров и многого
другого (всего более 30 типов учреждений).
Главные недостатки проекта «Мир Карт» – маленькое окно карты и не-
удобная навигация.
Общее описание интерфейса: центральным элементом страницы с картой
является рабочее окно с картой. Справа от окна помещена схематичная карта-
навигатор, на которой синей рамкой показывается текущее местоположение
окна относительно всей карты. Под навигатором расположен масштабный ряд в
виде горизонтальной линейки. Под масштабом размещено альтернативное меню
выбора действия при нажатии курсором на карту: получить информацию по объ-
екту, центрировать карту или одновременно увеличить и центрировать изобра-
жение. Над картой размещены кнопки-иконки доступных сервисов работы с кар-
той. А под картой располагается окно для организации поиска объектов на карте.
Нижняя часть страницы отведена под панель работы с тематическим содержани-
ем (тематическими слоями) карты. Панель имеет заголовок «Показать на карте».
На данном картографическом интернет-ресурсе расположены многочис-
ленные карты: политическая карта мира, карта часовых поясов, карта землетря-
сений; карты Москвы, Санкт-Петербурга, России; тематические карты плотно-
сти населения, естественного прироста, рождаемости, смертности, полового со-
става, уровня грамотности, религий; карты Чечни, Московской области, Юго-
Западной Азии (Афганистан, Ирак, Кувейт), Восточной Азии (КНДР, Южная
Корея, Япония), карта горнолыжных курортов Альп, карта курортов Средизем-
номорья и Ближнего Востока, а также карты городов (Владивосток, Екатерин-
бург, Иркутск, Казань, Мурманск, Нижний Новгород, Новосибирск, Пущино,
Ростов-на-Дону, Самара, Саратов, Хабаровск, Челябинск). Также на этом сайте
можно найти полезные сведения по странам мира и информацию о горнолыж-
ных курортах Альп (рисунок 9).
37
Рисунок 9 – Тематическая карта России
Таким образом, «Мир Карт» – это не только разнообразная картографиче-
ская информация, но и оригинальные сервисы, основанные на интеграции гео-
информационных и сетевых технологических решений. К ним относятся: поиск
географических объектов, почтовая рассылка сформированных карт, возмож-
ность нанесения на карты собственной информации, бесплатное хранение ссы-
лок на карты пользователя, бесплатное предоставление утилиты, позволяющей
пользователю встроить дополнительную функцию «Найти на карте» в стан-
дартное меню собственного Web-браузера.
III. Картографический сервис Yandex.maps.com.
«Яндекс.Карты» — это поисково-информационный сервис, предостав-
ляющий пользователям карты крупных городов России и Украины, актуальные
данные о пробках, схемы метро и другие возможности. Для удобной работы с
38
картами сервис предлагает различные инструменты – измерение расстояний,
печать карты, прокладка маршрута, хранение точек. С помощью API «Ян-
декс.Карты» можно встраивать карты на сайт или в блог, управлять их содер-
жимым и создавать собственные приложения [21]. На рисунке 10 приводится
внешний вид окна интерфейса сервиса «Яндекс.Карты».
Рисунок 10 – Внешний вид окна интерфейса «Яндекс.Карты»
Данный сервис предназначен для ежедневного использования широкими
слоями населения. Еженедельное количество обращений к карте составляет
около 3 000 000 человек [22].
Основные возможности данного сервиса: Поиск организаций, Мои карты,
Пробки, Маршруты, Дорожные развязки, Схема метро, Печать карты, Спутни-
ковые снимки, Публикация карты в блоге или на сайте, Камеры, Панорамы
улиц, Фотографии на карте, Информационные слои и т. д.
39
2 Разработка концепции и базовых методических решений при реализации
справочно-картографических ГИС
2.1 Понятие справочно-картографических ГИС и их классификация
Справочно-картографическая ГИС – специализированная система, вклю-
чающая электронные и цифровые карты, иллюстрации в сочетании со справоч-
но-поисковыми средствами для решения задачи создания комплексной много-
отраслевой ГИС [9].
На наш взгляд, данное определение недостаточно четко и полно несет
представление о справочно-картографической ГИС, так как в нем не раскрыва-
ются особенности данной ГИС. Ведь принципиальной особенностью здесь яв-
ляется то, что данный вид ГИС строится на базе картографического вьювера,
позволяющего формировать и полноценно отображать, визуализировать на эк-
ране картографическое изображение в векторном формате, «закрытом» для ре-
дактирования.
Мы предлагаем использовать определение справочно-картографических
ГИС в следующей авторской редакции.
Справочно-картографические ГИС – это компьютерные системы, бази-
рующиеся на основе специализированного картографо-мультимедийного про-
граммного обеспечения (картографического и текстового вьюверов), позво-
ляющего создавать и отображать картографический материал в векторном виде
с поддержкой баз данных, дополненный средствами мультимедиа и интегриро-
ванными поисковыми системами.
Справочно-картографические ГИС ориентированы на предоставление
пользователю собранной и структурированной информации, а также сгенериро-
ванных материалов в рамках «закрытой» аналитической обработки. Они позво-
ляют пользователю видеть картографические и семантические данные о терри-
тории и на ее основе получать комплексную информацию об объекте местно-
сти. При работе со справочно-картографическими ГИС пользователь получает
40
достоверную и в то же время систематизированную информацию и на ее основе
самостоятельно принимает решение о поставленной задаче.
Решением могут являться ответы на сформулированные запросы, напри-
мер, где находится объект по адресу, как проехать из точки А в точку В, выбор
объектов, отвечающих определенным требованиям, и т. д.
Справочно-картографические ГИС можно использовать как основу для
подготовки и принятия решений административного, экономического, хозяйст-
венного и юридического характера.
В состав СК ГИС должны входить базы картографических, фактографиче-
ских и текстовых данных, комплекс программных средств для введения, хране-
ния, поиска, преобразования и вывода геопространственной информации, тре-
буемой для изучения территории, получения справочных сведений, подготовки
проектов и принятия решений, направленных на развитие экономики и созда-
ние условий по обеспечению жизни и деятельности населения территории.
Любая справочно-картографическая ГИС создаѐтся на определѐнную тер-
риторию. Это может быть территория административного деления, населѐнного
пункта или территориального объекта.
В дальнейшем на базе СК ГИС можно осуществить разработку полно-
функциональной аналитической ГИС органов власти и управления территори-
ей, ряда отраслевых ГИС с конечной целью формирования действенного ин-
формационного механизма для принятия пространственных решений [9].
На рисунке 11 показано место СК ГИС в совокупности и взаимосвязи со
смежными видами справочно-картографической продукции и ГИС.
Из рисунка видно, что справочно-картографические ГИС являются свя-
зующим звеном в цепочке создания справочно-картографической продукции на
определенную территорию. После СК ГИС имеет смысл создавать только ана-
литические ГИС, но, как показывает практика, такой вид продукции у нас в
стране и мире еще не сильно развит, вследствие того, что большинство основ-
ных управленческих решений уже можно принимать, имея полнофункциональ-
ную справочно-картографическую ГИС. По известной в мире статистике около
41
80 % всех ГИС по факту выполняют функции именно справочно-картографи-
ческого характера.
Информационно-справочные
системы
Электронные учебные
картографические пособия
Электронные атласы
Справочно-картографические ГИС
Аналитические ГИС
С
п
р
а
в
о
ч
н
о
-
к
а
р
т
о
г
р
а
ф
и
ч
е
с
к
а
я
и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
я
С
п
р
а
в
о
ч
н
о
-
к
а
р
т
о
г
р
а
ф
и
ч
е
с
к
а
я
и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
я
Рисунок 11 – Место СК ГИС в общем комплексе
справочно-картографической продукции и ГИС
По отношению к обычным ГИС справочно-картографические ГИС обла-
дают следующими отличительными важными свойствами:
1. СК ГИС предназначены и рассчитаны на массового пользователя, в то
время как с ГИС могут работать только узкие профессионалы – специалисты в
данной области.
2. СК ГИС обеспечивают интерфейс на уровне готовых карт, а не на
уровне картографических слоев.
3. Формат хранения картографического изображения в СК ГИС закрыт
для пользователя.
4. Доступное пользователю использование всех взаимосвязей между объ-
ектами карты и элементами мультимедиа.
42
5. Используется гиперфайловый, гипертекстовый, многоуровневый прин-
цип поиска и получения информации.
Справочно-картографические ГИС могут быть классифицированы по ос-
новным группам потребителей следующим образом.
1. СК ГИС для широкого круга потребителей. Такие системы подробно
знакомят пользователя с территорией, областью или краем, содержат достаточ-
но большое количество карт на территорию (одна такая система может содер-
жать до 250–300 карт), содержат значительный объѐм информации, включая
детальное описание территории, могут быть иллюстрированы фотографиями и
видеороликами. В этих СК ГИС со стороны пользователя отсутствуют элемен-
ты редактирования. Просмотр осуществляется следующими элементами управ-
ления: увеличение и уменьшение картографического изображения, получение
дополнительной информации об объектах карт, обращение к тексту или карто-
графическому изображению из текста, поисковой системы и электронного со-
держания. Кроме того, такие СК ГИС хранят данные цифровых карт в закрытом
формате, что дает возможность распространения этих цифровых векторных
карт среди широкого круга потребителей, без опасения несанкционированного
их использования.
2. СК ГИС для пользователей-специалистов в той или иной деятельно-
сти. Данная группа содержит карты в распространенном формате (например,
ArcGIS, MapInfo, Панорама и т. д.) и выступает в роли основы для создаваемых
аналитических ГИС, карты которых могут использовать, дополнять и редакти-
ровать пользователи-специалисты, имеющие на своем рабочем месте соответ-
ствующий ГИС-пакет.
3. СК ГИС для узкого круга пользователей представлены справочно-
картографическими системами, предназначенными для военных, автомобили-
стов, охотников и рыбаков, учащихся и др. Справочно-картографические сис-
темы этой группы отличаются от группы широкого использования тем, что
здесь идет достаточно глубокое представление одной тематической направлен-
ности.
43
Еще одним основанием классификации СК ГИС являются территориаль-
ные уровни представления информации (таблица 2).
Таблица 2 – Территориальные уровни классификации
Наличие
функциональных
возможностей
I уровень
Обзорно-
региональный
II уровень
Региональный
III уровень
Городской
(муниципальный)
Количество карто-
графического мате-
риала
30–50
200–250
1–5
Масштаб исходного
картографического
материала
1 : 1 000 000 –
1 : 10 000 000
1 : 100 000 –
1 : 1000 000
1 : 10 000 –
1 : 100 000 и крупнее в за-
висимости от поставленной
задачи
Наличие дополнительного материала и его объем
- наличие текстовой
информации (коли-
чество страниц);
- фотоальбом (коли-
чество фотографий);
- видеоальбом (коли-
чество видеоклипов);
- наличие справочной
информации
200–250
200–250
0–15
мало
до 100–150
до 100
5–10
умеренно
до 50
до 50
до 5
достаточно
Наличие аналитических функций
- поиск по тексту;
- поиск по картмате-
риалу;
- выполнение запро-
сов пользователя
есть
есть
нет
есть
есть
нет
есть
есть
да
Справочно-картографические ГИС можно также классифицировать по на-
значению, рабочим функциям и способам представления информации.
1. Классификация по назначению.
Для населения. Такие СК ГИС получили самое широкое распространение
среди массового пользователя. Они распространяются как недорогие про-
граммные продукты или бесплатно. Характерной особенностью является ис-
пользование специальных вьюверов, адаптированных для работы с цифровыми
векторными картами и семантической информацией. В программном обеспече-
нии таких ГИС отсутствуют элементы создания и редактирования основной
информации, присутствуют лишь элементы, позволяющие просматривать кар-
44
ту, ее содержание, выполнять поиск по объектам, расположенным на карте, вы-
полнять простейшие измерительные операции.
Для отдельных отраслей экономики и частного бизнеса. СК ГИС для про-
ектирования и построения сетей различных видов коммуникаций (сеть опорных
точек для размещения передатчиков сотовой связи, определение прямой види-
мости между двумя объектами для беспроводной сети), также для построения и
оптимизации движения авто- и железнодорожного транспорта и т. д. СК ГИС
такого уровня, как правило, строятся на базе профессионального ГИС пакета
(MapInfo, ArcGIS и т. д.) с доработкой для решения конкретных задач.
Для органов управления. СК ГИС обеспечивают информационную под-
держку территории и дают возможность пользователю выполнять прогнозиро-
вание развития территории на определенный период времени. Здесь, как прави-
ло, используется комплекс геоинформационных систем для получения более
точного результата. Также при помощи таких СК ГИС можно выполнять мар-
кетинговые исследования, учитывая демографические данные, расположение
магазинов, ассортимент товаров и т. д.
2. Классификация по рабочим функциям.
Пользовательские СК ГИС. К таким относятся СК ГИС, которые позволя-
ют выполнять полностью или частично следующие функции: навигацию по
карте (перемещение, увеличение, уменьшение изображения); выбор объекта и
просмотр информации об этом объекте; поиск объектов на карте; выполнение
простейших расчетов (измерение расстояний, выбор оптимального пути и т. д.);
изменение атрибутивных свойств объектов; добавление пользовательской ин-
формации на карту.
СК ГИС с редакторскими возможностями. Это более сложные СК ГИС,
они должны содержать: 1) все рабочие функции, которые применимы к пользо-
вательским СК ГИС; 2) элементы создания новых объектов и редактирования
имеющихся. Такой класс СК ГИС, как правило, строится на базе профессио-
нальных ГИС (MapInfo, ArcView, ArcGIS и т. д.), которые имеют встроенный
язык программирования. Для работы с такими СК ГИС требуются специалисты
с достаточно высоким уровнем квалификации.
45
3. Классификация по способам представления.
На информационных носителях (CD-ROM, DVD-ROM и т. д.). Это самый
простой и быстрый способ размещения и доведения до конечного пользователя
справочно-картографической системы. Как правило, такой способ используют
для СК ГИС, которые ориентированы на массового пользователя.
В сети Интернет. Это более дорогой способ размещения СК ГИС, основ-
ную проблему здесь приходится решать на этапе создания нового или исполь-
зования имеющегося сервера, для размещения картографических материалов и
отладки программного обеспечения работающим с этим материалом [ ].
И, наконец, для справочно-картографических ГИС применимы такие же
классификации, как для ГИС в целом: по проблемно-тематической ориента-
ции – в зависимости от области применения; по территориальному охвату – в
зависимости от размера геопространства и в связи с масштабным рядом цифро-
вых картографических материалов, используемых для формирования базы дан-
ных ГИС; по способу организации геопространственных данных; по расширяе-
мости функциональных возможностей – в зависимости от использования
встроенных или внешних средств программирования [9].
2.2 Концепция создания и функционирования справочно-
картографических ГИС
На основе анализа различных справочно-картографических ГИС, а также
собственного опыта в разработке таких систем можно сформулировать ряд сле-
дующих концептуальных положений, которые обеспечивают успешное созда-
ние и функционирование СК ГИС.
1. Справочно-картографические ГИС должны строиться на базе специали-
зированных картографического и текстового вьюверов, позволяющих форми-
ровать и визуализировать на экране картографическое изображение в вектор-
ном формате, «закрытом» для редактирования, c дополнительным включением
всевозможных средств мультимедиа: видео, звука, фотографий, фотопанорам,
46
рисунков, графиков, диаграмм. Такая специальная программная оболочка,
обеспечивающая эффективное отображение и поиск необходимой для пользо-
вателя информации, является важнейшей составляющей частью справочно-
картографических ГИС.
Вьювер – специальное программное средство, предназначенное для визуа-
лизации картографических и мультимедийных данных, с набором функций, ог-
раниченных, как правило, возможностями видеоэкранной визуализации карто-
графических изображений, позволяющем в целом выполнять навигацию по
картам, отображать легенду с возможностью включения и выключения видимо-
сти слоев на картах.
2. Справочно-картографические ГИС в настоящих условиях используются
совместно с ресурсами Интернет, образуя эффективный тандем, удовлетво-
ряющий потребности общества в справочно-картографической информации.
При этом функции и характеристики СК ГИС и Интернет существенно разли-
чаются и взаимно дополняют друг друга.
Справочно-картографические ГИС призваны обеспечивать общественные
потребности в систематизированной, отобранной по целевому назначению,
достаточно долговременной по своей значимости информации. Объем этой ин-
формации ограничен и представляет собой некоторый временной срез состоя-
ния в той или иной предметной области. Информация в целом достаточно од-
нородна с точки зрения достоверности, точности и надежности, поскольку она
профессионально проанализирована в процессе составления данной системы.
Кроме того, в СК ГИС обозначен ответственный за данную информацию.
Интернет, напротив, содержит более динамичную, обновляемую информа-
цию, без привязки к предметной области и к временному периоду, требующую
поиска, отбора и анализа. Потенциальный объем информации, относящейся к
заданной теме или предметной области, может быть или очень большим или
совсем малым. Предоставляемая по запросам информация может относиться к
разным периодам времени, иметь разные характеристики надежности, досто-
верности, точности. Для получения ответов на поставленные вопросы необхо-
47
димы значительные затраты труда и времени, а также специальная подготовка
пользователя. Кроме того, часто информация в Интернет бывает анонимной,
следовательно, является малодостоверной и искажающей действительность.
Возможность комплексного использования СК ГИС и Интернет обеспечи-
вается взаимными ссылками.
Сравнительный анализ характеристик справочно-картографических ГИС и
картографических систем, представленных в сети Интернет в общей справочно-
картографической сфере, приведен в таблице 3.
Таблица 3 – Сравнительный анализ справочно-картографических ГИС
и картографических интернет-систем
Показатель
Справочно-картографические
ГИС
Картографические
интернет-системы
1. Объем информации
Ограниченность размерами
электронного носителя (CD-
Rom, DVD-Rom, Blu-Ray и т. д.)
Безграничный объем
информации
2. Доступность и досто-
верность информации
Достоверный, предсказуемый
и четкий результат
Непредсказуемость в получении
информации за счет большого
количества информации
3. Необходимые требо-
вания для работы
Необходимое программное
обеспечение устанавливается
автоматически при инсталляции
СК ГИС
Необходимость в инсталляции
дополнительного программного
обеспечения, поддерживающего
отображение дополнительных
функций
4. Картографический
материал
Формирование и визуализация
картографического изображения
в векторном формате в «закры-
том» виде
Нет возможности отображать
картографические изображения
в векторном формате
5. Базы данных
Возможность подключения
«внешней» базы данных к кар-
тографическому материалу
Нет возможности подключения
«внешней» базы данных к карто-
графическому материалу
3. Структура организации информации в справочно-картографических
ГИС должна быть определена как гипертекстовая сетевая, что обеспечивает
ссылки на один и тот же массив информации из разных мест информационного
поля. В такой системе реализована развитая иерархическая система меню.
Справочно-картографические ГИС имеют встроенную систему поиска необхо-
48
димой информации по заданному понятию, и это необходимо, так как при сете-
вой гипертекстовой структуре массивов информации невозможно построить и
использовать привычное нам оглавление.
4. Справочно-картографические ГИС должны сочетать в едином информа-
ционном материале элементы разных средств мультимедиа и в то же время мо-
гут обеспечить возможность работы с одним из мультимедийных видов инфор-
мации; например, обеспечить просмотр фотоальбома или альбома видеоклипов,
прослушивание музыки, изучение карт отдельно от текстовой части и т. д.
Сравнительный анализ приведенных средств получения справочно-
картографической информации позволяет нам сформулировать ряд требований
и критериев, которым должны отвечать справочно-картографические ГИС:
тщательный отбор и генерализация информационного содержания;
обеспечение достоверности и доступности информации;
все дополнительное программное обеспечение, необходимое для кор-
ректной работы всей системы, должно быть установлено при инсталляции
справочно-картографической ГИС на компьютер пользователя в автоматиче-
ском режиме;
картографический материал, хранящийся в векторном формате, должен
быть «закрытым» для редактирования пользователям, для исключения возмож-
ности несанкционированной потери или искажения картографической инфор-
мации;
при создании справочно-картографической ГИС необходимо, чтобы бы-
ла возможность подключения имеющейся внешней базы данных на территорию
к имеющейся (или создаваемой) картографической основе данной территории.
2.3 Базовые методические решения при создании и функционировании
справочно-картографических ГИС
При разработке справочно-картографической ГИС на определенную тер-
риторию нами разработаны следующие базовые методические решения и тех-
49
нические условия к их созданию, содержащие требования к путям доступа к
информации, условиям эксплуатации, функциям интерфейса, программному
комплексу, форматам исходных данных создаваемой справочно-картографи-
ческой ГИС.
I. Доступ к информационной части СК ГИС должен обеспечивать выпол-
нение следующих базовых решений:
– главное меню и тематические разделы строятся по иерархической струк-
туре;
– доступ к содержанию тематических разделов должен осуществляться че-
рез гиперссылки;
– доступ к картографическому материалу и объектам карты осуществляет-
ся через механизмы связывания, присутствующие в программном обеспечении
системы;
– отображаемая информация об объектах карты должна сопровождаться
наличием мультимедийных файлов;
– доступ к информации должен осуществляться через автоматизированную
поисковую систему с использованием ключевых слов.
II. В части требований, предъявляемых к функциям интерфейса, в диссер-
тации предлагаются следующие технологические решения.
Общие функции интерфейса:
– инсталляция программного обеспечения по запросу пользователя;
– удаление предыдущей инсталляции программного обеспечения по запро-
су пользователя;
– поддержание мультимедийных компонент;
– изменение графических параметров экрана монитора;
– настройка на нестандартный режим работы с системой (отказ от музы-
кального сопровождения, автоматический или неавтоматический вывод карт,
изменение шрифта, задание параметров просмотра картографического изобра-
жения и т. д.);
– связь выбранного на карте объекта с семантической базой данных.
50
Функции работы с фото- и видеокадрами:
полноэкранный просмотр фотографий или видеофайлов по запросу
пользователя;
просмотр фотографий или видеофайлов путем перехода по гиперссылке
из текстовых материалов или выбора объектов на карте.
Функции работы с семантической базой данных:
выбор необходимой информации, в том числе поиск по имени объекта;
возвращение на любой уровень вложенности;
выделение выбранного объекта на карте;
подзагрузка карт:
- автоматически;
- по запросу;
- визуализация алфавитного указателя всех топиков (HTML-страниц),
включенных в диск;
- визуализация алфавитного указателя просмотренных топиков.
III. Следующим базовым решением, обеспечивающим функционирование
справочно-картографической ГИС, является определение функциональных тре-
бований к программному комплексу, содержащему два основных блока:
- картографический вьювер – служащий для отображения картографиче-
ского материала с возможностью подключения и использования внешней базы
данных;
- текстовый вьювер – необходимый для просмотра текстовых страниц в
формате HTML.
Требования, предъявляемые к картографическому вьюверу:
1) изменение масштаба карты:
- увеличение масштаба;
- стандартный масштаб;
- уменьшение масштаба;
- размещение всей карты или ее фрагмента на весь экран;
2) перемещение (навигация) по карте;
51
3) управление содержанием карт;
4) добавление классов объектов при увеличении до определѐнного мас-
штаба;
5) включение-выключение классов объектов с использованием легенды
карты;
6) отображение масштаба карты;
7) определение характеристик выбранного на карте объекта;
8) отображение названия активного слоя;
9) отображение типа объекта;
10) получение пространственной и табличной информации об объектах
карты.
Текстовый вьювер должен позволять отображать текстовую, табличную,
графическую информацию с возможностью включения: фото, видео, звука и
элементов мультимедиа.
IV. Еще одним важным базовым решением при создании СК ГИС является
обоснование применение форматов используемых материалов.
Наши исследования позволяют сформулировать основные рекомендации
по применению следующих форматов при составлении СК ГИС:
- тексты – в формате HTML, так как это на сегодняшний день самый удоб-
ный и доступный в создании и использовании формат представления текстовых
данных, позволяющий полноценно отображать текст и практически весь спектр
мультимедиа;
- таблицы, диаграммы, схемы, рисунки, фотографии – в виде отдельных
файлов в форматах jpg, gif, встроенных в HTML страницы;
- видеофильмы – в формате MPEG4 (AVI), поскольку на данный момент это
один из самых экономичных по степени сжатия данных формат видеоданных;
- музыка – в формате MP3, так как это самый распространенный на сего-
дняшний день формат использования звуковых данных;
- анимации – в форматах gif, swf, поскольку это практически единственные
форматы, которые позволяют воспроизводить анимационные эффекты;
52
- картматериал – в «закрытом» векторном формате, «закрытость» формата
достигается за счет кодирования картографических данных, декодирование
осуществляется непосредственно самим картографическим вьювером непо-
средственно в момент отображения и визуализации карты на экране монитора.
2.4 Технологическая схема создания справочно-картографических ГИС
Технологическая схема создания СК ГИС базируется на информационном
составе данных, основных функциях, обусловленных назначением системы, и
достаточно мощном программном обеспечении ГИС.
Справочно-картографические ГИС следует создавать на базе полнофунк-
циональной ГИС, позволяющей полноценно визуализировать на экране карто-
графическое изображение в векторном и растровом форматах c дополнитель-
ным включением аналитического модуля и модуля для воспроизведения средств
мультимедиа: видео, звука, фотографий, фотопанорам, рисунков, графиков, диа-
грамм.
На основе разработанной концепции создания и функционирования, базо-
вых решений и структуры справочно-картографических ГИС автором разрабо-
тана типовая технологическая схема создания справочно-картографических
ГИС для распространения на электронных носителях (рисунок 12).
Таким образом, для создания справочно-картографической ГИС необхо-
димо выполнить следующие типовые технологические этапы в указанной по-
следовательности:
1 этап – разработка сценария создаваемой СК ГИС;
2 этап – сбор исходной информации о территории;
3 этап – разработка структуры и содержания СК ГИС;
4 этап – выбор существующего и разработка нового программного обеспе-
чения;
5 этап – создание рабочего макета СК ГИС;
6 этап – настройка программной оболочки для СК ГИС;
53
Рисунок 12 – Типовая технологическая схема создания
справочно-картографических ГИС на электронных носителях
54
7 этап – создание руководства пользования данной СК ГИС;
8 этап – создание программы инсталляции (дистрибутива);
9 этап – проверка и отладка работоспособности СК ГИС;
10 этап – формирование мастер-диска СК ГИС;
11 этап – тиражирование СК ГИС на электронных носителях.
Рассмотрим эти этапы отдельно и более детально.
1 этап. Разработка сценария создаваемой справочно-картографической ГИС.
Началом создания любой справочно-картографической ГИС служит этап
составления сценария.
Сценарий – программа, план, структурная схема компьютерной презента-
ции, мультимедийного произведения (например, атласа), отражающая последо-
вательность и связи отдельных сцен (кадров) [27].
В традиционной картографии широко применяется понятие программы
карты. «Программа карты – документ, устанавливающий тип и назначение кар-
ты, источники для ее составления, математическую основу, содержание, мето-
дику составления, правила и нормы генерализации, способы изображения, а
также технологию изготовления карты. Программа карты включает также гео-
графическую характеристику картографируемой территории» [27]. Таким обра-
зом, эти определения показывают, что понятие сценария несколько шире поня-
тия программы за счет обозначения последовательности и связи отдельных ин-
формационных элементов.
Исходя из этого, мы рекомендуем использовать в качестве нормативного
документа сценарий, т. е. тот документ, которым будет регламентированы со-
держание и структура разрабатываемой справочно-картографической ГИС, ее
тематические разделы, связи между данными, состав и последовательность раз-
работки.
Кроме того, сценарий содержит информацию, согласно которой обеспечи-
вается топология взаимодействия гипертекстовых страниц и картографического
изображения, то есть в сценарии указывается, с каких мест на карте нужно пре-
дусмотреть гипертекстовый переход на справочную страницу, содержащую тек-
стовый материал, фото или видео.
55
Сценарий справочно-картографической ГИС разрабатывается согласно на-
значению, предъявляемым техническим и программным требованиям, области
применения и т. д. и обязательно содержит следующие типовые информацион-
ные и функциональные блоки:
- макет компоновки страниц и дизайна СК ГИС в целом;
- содержание СК ГИС с тематическими разделами или рубриками;
- список и состав карт по тематическим разделам;
- проектирование базы данных СК ГИС и поисковой системы.
Следует также отметить, что количество и содержание данных блоков мо-
жет меняться в зависимости от индивидуальных особенностей каждой конкрет-
ной справочно-картографической ГИС.
2 этап. Сбор исходной информации о территории.
При создании справочно-картографических ГИС особое внимание нужно
уделить этапу сбора исходной информации о картографируемой территории.
Собранную справочную информацию в виде текстов, фотографий и ви-
деоматериалов необходимо систематизировать согласно создаваемым темати-
ческим разделам СК ГИС.
Картографические материалы нужно систематизировать по виду представ-
ления, формату отображения, исходному масштабу.
3 этап. Разработка структуры и содержания СК ГИС.
При разработке информационной структуры создаваемой СК ГИС необхо-
димо вначале определить состав и количество тематических разделов, а также
состав каждого тематического раздела уже более детально. Затем следует за-
дать полноту и взаимное расположение как самих тематических разделов, так и
полноту и расположение информационных элементов внутри каждого раздела.
Структура справочно-картографической ГИС должна строиться по иерар-
хическому принципу с глубиной тематических разделов не более 5 шагов от
главного меню.
На рисунке 13 в качестве примера приведена структура СК ГИС, предна-
значенной для учебного курса по общей картографии.
56
Рисунок 13 – Пример структуры СК ГИС
Структура СК ГИС устанавливается в соответствии с принятым содержа-
нием, назначением СК ГИС и учетом аппаратно-программных возможностей.
Структура представляет собой децентрализованную структуру, основанную на
гипертекстовых страницах. Любая гипертекстовая страница представляет собой
обычный файл, содержащий текст, фотоизображение, рисунки, графики, а также
гиперссылки на другие, подобные страницы, содержащие картографическую ин-
формацию и изображение (тематические слои карт и мультимедийные файлы).
Содержание СК ГИС должно включать следующие компоненты: титуль-
ная страница (название и назначение); страница с общей характеристикой
Титульная страница
Главное меню
Лекционный курс
Практический курс
Обучающий курс
57
системы – напутственное или приветственное слово от создателей; главное ме-
ню с содержание основных тематических разделов; далее переход непосредст-
венно к тематическим разделам СК ГИС.
После того как будет разработана структура и определено содержание сис-
темы, производится наполнение еѐ информационной составляющей.
4 этап. Выбор существующего и разработка нового программного обеспе-
чения.
Выбор уже существующего и разработка нового специализированного про-
граммного обеспечения (ПО) является очень важным этапом при создании
справочно-картографической ГИС, от которого во многом зависит весь успех в
дальнейшем функционировании всей системы.
На данном этапе происходит отбор программного обеспечения для созда-
ния и для функционирования СК ГИС, которое можно разделить на стандартное
и специализированное.
Стандартное ПО – программное обеспечение, которое можно приобрести в
свободной продаже; оно используется для создания и редактирования картогра-
фического материала, текстов, фото, видео, звука и т. д.
Специализированное ПО – программное обеспечение, которое разрабаты-
вается индивидуально для каждой справочно-картографической ГИС и исполь-
зуется для функционирования непосредственно данной системы при выполне-
нии отдельно взятых функций, например: поиск оптимального пути проезда,
поиск по ключевому слову в текстовой части, формирование списка электрон-
ного содержания и т. д.
5 этап. Разработка рабочего макета справочно-картографической ГИС.
Данный этап является самым трудоемким и значимым. В нем происходит
непосредственное создание и формирование тематических разделов системы с
наполнением справочной и картографической информацией.
На данном этапе должно непосредственно осуществляться преобразование
в цифровую форму картографической и справочной информации (например,
карты традиционные, авторские оригиналы карт, рисунки, графики, фотогра-
фии, аэрофото- и космические снимки).
58
Полученные в результате сканирования цифровые изображения передают-
ся в программу обработки растровых изображений, в которой выполняются
цветовая, тоновая и яркостная коррекции и изменение контраста, художественная
ретушь, применяются разнообразные художественные специальные эффекты.
Ввод аналоговой видеоинформации производят с помощью видеоадаптера.
Цифровая видеоинформация обрабатывается с помощью программ обработки
видеоданных и импортируется в программное обеспечение справочно-карто-
графической ГИС. Текстовая часть подготавливается в программах, позволяю-
щих создавать HTML страницы. Звуковое сопровождение записывается в компью-
тер с помощью микрофона или импортируется в виде готовых звуковых файлов.
Справочная информация готовится в виде текстовых страниц, ряда темати-
ческих фотографий (фотоальбома), видеоряда и дополнительной вспомогатель-
ной информации (рисунки, таблицы, графики, космические снимки и т. д.). Вся
справочная информация систематизируется и группируется по тематическим
блокам в виде иерархической структуры и интегрируется в текстовый вьювер.
Картографическая информация состоит из картографической основы и те-
матических карт картографируемой территории. Масштаб, содержание, прави-
ла генерализации основы регламентируются сценарием разрабатываемой СК
ГИС. Далее все тематические карты будут базироваться на этой единой карто-
графической основе.
От удачно разработанного макета компоновки страниц, списка карт, содер-
жания и структуры справочно-картографической ГИС будет зависеть не только
внешний вид данной системы, но и последовательность освещения отображае-
мых тем, объектов и явлений картографируемых территорий, а также эффек-
тивность, простота, удобство поиска пользователями основной картографиче-
ской и дополнительной справочной информации.
6 этап. Настройка ГИС-оболочки.
ГИС-оболочка для справочно-картографической ГИС объединяет собой
текстовый и картографический вьювер, а также содержит встроенный модуль
для поисковой системы. ГИС-оболочка имеет гибкий и настраиваемый интер-
59
фейс с возможностями установления прямых и обратных связей с карты (или
объектов на карте) с дополнительной справочной текстовой информацией и c
возможным включением средств мультимедиа: видео, звука, фотографий, фото-
панорам, рисунков, графиков, диаграмм.
Настройка ГИС-оболочки является ключевым моментом в создании спра-
вочно-картографической ГИС и для ее успешного функционирования нужно
осуществить несколько технических процессов:
- настройка корректности отображения названия тематических слоев и на-
звания карт;
- настройка уровня доступа к тематическим слоям карты;
- настройка диапазона масштабирования отображения тематических слоев;
- установление прямых и обратных связей справочной информации с объ-
ектами на карте;
- настройка поискового модуля и системных библиотек оболочки;
- создание системных файлов для корректного функционирования оболоч-
ки справочно-картографической ГИС.
В таблице 4 приводится описание некоторых системных файлов ГИС-
оболочки, необходимых для успешного функционирования СК ГИС.
Таблица 4 – Описание системных файлов
Системный файл оболочки
Назначение
1. Prjtr_ru.ini
Данный файл задает соответствие между названием кар-
ты в ГИС WinLord и названием карты в системе.
Структура: Название карты в WinLord [Название карты
в оболочке]
2. Clstr_ru.ini
Данный файл задает соответствие между названиями
слоев в ГИС WinLord и названиями слоев в системе.
Структура:
Название карты в WinLord [ID карты]
Название слоя 1 в WinLord [Название слоя 1 в оболочке]
ID карты
Название слоя 2 в WinLord [Название слоя 2 в оболочке]
ID карты
3. MAPINF.CSV
Данный файл задает информацию, отображаемую в
строке состояния оболочки системы. Организация файла:
ID карты; Раздел атласа: Название раздела атласа;
Карта: Название карты
60
7 этап. Создание руководства пользователя.
На данном этапе происходит создание справочного документа. В нем де-
тально и доступно расписываются все элементы управления и возможные
функции, которыми обладает данная система, а также описываются возможные
действия, которые нужно выполнить пользователю, в том числе в случае отказа
работоспособности некоторых функций.
8 этап. Создание дистрибутива СК ГИС.
Дистрибутив обычно содержит программы для начальной инициализации
системы, программу-установщик (для выбора режимов и параметров установ-
ки) и набор специальных файлов, содержащих отдельные части системы (так
называемые пакеты).
На данном этапе происходит создание дистрибутива справочно-
картографической ГИС, т. е. непосредственно того элемента, который будет
инсталлироваться с электронного носителя на компьютер пользователя. В массив
дистрибутива включают все картографические и справочно-информационные
материалы разрабатываемой системы, а также все необходимые файлы на-
стройки оболочки, которые интегрируются в операционную систему.
9 этап. Проверка и отладка работы СК ГИС в комплексе.
Очень ответственный этап при разработке справочно-картографической
ГИС, суть его заключается в проведении полноценного тестового испытания
работоспособности всей системы в различных режимах работы на компьютер-
ной технике с целью выявления ее недостатков и определения оптимальных
технических средств (конфигурации компьютера) для дальнейшего функциони-
рования СК ГИС. Например, задаются различные тестовые поисковые запросы,
переходят через ссылки на разные тематические разделы, мультимедийные
файлы или объекты карты, выводят фрагменты карт, изменяют масштаб и со-
держание карт и т. д.
10 этап. Формирование мастер-диска СК ГИС.
После успешной проверки и устранения ошибок, в том числе в части об-
щей работоспособности системы, происходит завершающий этап всей работы
61
по созданию СК ГИС – формирование мастер-диска справочно-картографи-
ческой ГИС.
Мастер-диск – электронный носитель (CD-Rom, DVD-Rom, Flash и т. д.),
на котором содержатся дистрибутив справочно-картографической ГИС, руко-
водство пользователя и в некоторых случаях дополнительное специализиро-
ванное программное обеспечение, необходимое для корректной работы всей
системы. Мастер-диск формируется вручную и должен являться точной копией
электронного носителя, на котором СК ГИС будет распространяться.
11 этап. Тиражирование СК ГИС.
После того, как мастер-диск сформирован, он передается для тиражирова-
ния в специализированное производство. Количество тиража регламентируется
разработанным ранее сценарием СК ГИС.
62
3 Технологические и программные компоненты при создании
справочно-картографических ГИС
3.1 Потребность в технологических компонентах (дополнительной
информации)
Развитие технических и программных средств привело к появлению муль-
тимедиа, и теперь это бурно развивающееся информационное направление.
Мультимедийные средства успешно используются в информационных, демон-
стративных, рекламных целях, бизнесе, а также учебном процессе. Широкое
применение мультимедийные средства нашли в образовании. Применение их в
сфере образования уже идет достаточно успешно по следующим направлениям:
персональные интеллектуальные пособия в виде игр по различным научным
дисциплинам, являющиеся обучающимися системами с использованием искус-
ственного интеллекта; системы самотестирования знаний обучающегося; элек-
тронные лекции и учебники, тренажеры, ситуационно-ролевые игры, интерак-
тивные путеводители, видеоэнциклопедии, электронные карты и атласы, карто-
графо-информационнные справочники.
Широкое использование графики, анимации, фото, видео, звука, текста в
интерактивном режиме работы создает интегрированную информационную
среду и новый вид представления информации, в которой пользователь обрета-
ет качественно новые возможности. Благодаря этим огромным возможностям, к
мультимедийным средствам вызван большой интерес специалистов различных
профилей, в том числе и картографов.
На современном этапе развития компьютерной картографии, наряду с тра-
диционными картографическими методами, начинают применяться мультиме-
дийные средства. Это позволяет усилить одну из основных идей картографии –
максимально полно довести информацию до потребителя.
Сочетание с картой речи диктора, музыки, звуковых эффектов среды оби-
тания, видео, анимации зрительно повышает объем картографической инфор-
мации с помощью гиперссылки (рисунок 14). Гиперссылка в карте – это ссылка
63
на отдельные ее части: фрагменты карты; условные знаки (в динамике и стати-
ке); пояснительная информация к условным знакам в виде текста, фотографий,
видео, звука и т. д.; различная дополнительная информация в виде статистиче-
ских данных, рисунков, графиков, фотографий, видеосюжетов, текста, звука и
т. д. При этом, картографическая информация, поступая от компьютера к поль-
зователю, обеспечивает эффективное и одновременное воздействие на два важ-
нейших органа человека – зрение и слух.
Рисунок 14 – Взаимодействие мультимедиа и компьютерных карт
В нашей стране сравнительно недавно начались разработки мультимедий-
ных картографических и информационно-справочных произведений, в которых
используется картографическая информация как в основном, так и во вспомога-
тельном виде. Буквально за несколько лет мы стали свидетелями появления
отечественных электронных учебников, энциклопедий, атласов и других карто-
графо-информационных произведений в которых реализуются современные
Карты в
СК ГИС
рисунки
фотографии
текст
графики, диа-
граммы
картографическая анимация
(условные знаки в динамике)
таблицы
видео
звуковые эффекты,
речь диктора, музыка
64
возможности в области мультимедиа технологий в тесном сочетании с карто-
графическим изображением.
Таким образом, мультимедийные средства уже показывают свою необхо-
димость и эффективность в использовании любого вида справочно-картогра-
фического издания в электронном виде как широкими слоями населения, так и в
школьном образовании, где отображение учебной информации в сочетании с
мультимедийной интерактивностью обеспечивает качественно новый уровень
обучения. Например, уже разработан и функционирует в учебном процессе СГГА
мультимедийный курс по изучению курса ГИС MapInfo [42] и др.
Можно выделить ряд новых особенностей и преимуществ при использова-
нии мультимедиа приложений в справочно-картографических ГИС:
новые формы представления картографической информации;
сочетание различных видов представления картографируемой террито-
рии в целом и представления отдельных ее объектов (частей) более детально с
помощью мультимедийной информации (видео, звук, анимация, фотопанора-
мы, прямые ссылки в Интернет) дает принципиально новое всестороннее пред-
ставление о картографируемой территории или объекте местности;
новый вид условных знаков (условные знаки в динамике), для которых
не требуется пояснения в легенде карты;
визуальное уменьшение или увеличение картографического изображе-
ния для общего представления всей территории карты или для более детального
рассмотрения отдельных фрагментов;
интерактивное взаимодействие пользователя с электронной справочно-
картографической системой.
3.2 Разработка картографического материала для СК ГИС
При создании справочно-картографических ГИС основную роль выполня-
ют картографические материалы в виде планов, схем, 2- или 3-мерных карт, аэро-,
фотоснимков и т. д., на основе которых пользователь получает визуальное
65
представление о территории и на базе которых происходит полноценное функ-
ционирование всей системы. При помощи картографического материала поль-
зователь оценивает взаимное положение объекта(ов) в геопространстве и тем
самым получает достоверную информацию об объекте(ах).
Все картографические изображения, используемые в справочно-
картографических ГИС, по формату представления пространственных данных
можно разделить на две группы.
Растровый формат представления является самым простым и примитив-
ным способом представления пространственных данных (карт, схем, планов и
т. д.). Изображение хранится в форматах *.tiff, *.jpg, *.bmp, *.gif и представлено
одним файлом. Показ таких растровых изображений в операционной системе
Windows осуществляется посредством просмотрщиков изображений или вос-
производится браузером Internet Explorer.
Недостатком растрового изображения является больший объем памяти, по
сравнению с векторным изображением, и, следовательно, большее время, необ-
ходимое на его обработку и отображение на экране. Размер выводимого рас-
трового изображения может превышать размер экрана дисплея в несколько раз.
Кроме того, изменение масштаба (увеличение или уменьшение) изображения
электронной карты сопровождается искажением изображения, а, следователь-
но, и потерей качества.
В справочно-картографических ГИС в растровых форматах представлены
космические снимки, художественные или анимационные карты.
Векторный формат представления объектов пространства является более
сложной структурой представления картографических геоданных.
Векторный формат графики представлен численными записями основных
точек фигур и их свойств, из которых впоследствии выстраивается изображе-
ние [http://pixpaint.com/go/813].
Векторные изображения отображаются специальными программами, кото-
рые позволяют работать с векторными объектами. Все объекты на векторных
картах представлены по типу локализации четырьмя видами: точками (точеч-
66
ные объекты), площадью (ареалы, полигоны), линиями (линии) и подписями. В
3-мерном пространстве добавляется еще один вид объекта – поверхность.
Особенностью при работе с векторными картографическими изображе-
ниями в ГИС является то, что каждому объекту на карте соответствует своя за-
пись в семантической таблице, где хранятся идентификатор каждого объекта и
дополнительная атрибутивная информация.
В результате этого при работе с картой пользователь при выделении любо-
го объекта на карте может получить дополнительную атрибутивную информа-
цию об этом объекте и тем самым увеличить его образное представление.
Достоинством векторного формата является его малый размер по сравне-
нию с растровым, неизменно высокое качество изображения при любом увели-
чении, возможность экспорта/импорта объектов в другие программы.
Ценность карт, представленных в справочно-картографических ГИС, обу-
славливается тем, что карты изначально разрабатываются в полноценных ГИС-
пакетах, таких как Easy Trace, MapInfo, ArcGIS, Панорама, либо других, следо-
вательно, эти карты представлены в векторном формате и могут нести доста-
точно большое количество информации, полезной для широкого круга потре-
бителей.
На рисунке 15 приводится краткая технологическая схема, согласно кото-
рой должны создаваться картографические материалы (карты) для использова-
ния в справочно-картографических ГИС.
На этапе № 1 необходимо осуществить отбор картографического материа-
ла согласно разработанному сценарию создаваемой справочно-картографи-
ческой ГИС. В качестве исходных материалов должны быть использованы кар-
тографические и информационные материалы (карты, планы, врезки, аэро-, фо-
тоснимки, графики и т. д.) в бумажном виде.
На этапе № 2 необходимо разработать структуру и содержание каждой те-
матической карты, используемой в СК ГИС. В таблице 5 показана типовая
структура административной карты территории, которую предлагается взять в
качестве базовой в разрабатываемой справочно-картографической ГИС.
67
Рисунок 15 – Технологическая схема создания карт
1
2
3
4
Растр
Электронная карта
Сканирование
Векторизация и заполнение БД
Электронная карта в векторном фор-
мате в «рабочем» состоянии
Корректировка векториза-
ции и БД
Разработка структуры и
содержания карты
Карта в «бумажном» виде
Отбор исходного материала
68
Таблица 5 – Структура административной карты
Название слоя
Объект картографирования
Структура атрибутивной таблицы
Картографическая сет-
ка
Сетка параллелей и меридианов
ID (целое)
Примечание (символьное,100)
Граница районов
Административные границы рай-
онов
ID (целое)
Номер_района (целое)
Название_района (символьное,30)
Центр_района (символьное,25)
Площадь_тыс_кв_км (веществен-
ное)
Городское_число_жителей (веще-
ственное)
Сельское_число_жителей (веще-
ственное)
Плотность_населения (вещест-
венное)
Гидрография
Гидрография
линейная
Реки, ручьи
ID (целое)
Название (символьное,50)
Ширина (целое)
Примечание (символьное,100)
Гидрография площад-
ная
Озера, водохранилища
ID (целое)
Название (символьное,50)
Примечание (символьное,100)
Подписи
гидрографии
Названия рек, озер, водохранилищ ID (целое)
Примечание (символьное,100)
Населенные пункты
Города
Крупные города
с численностью более 10 000 жи-
телей
ID (целое)
Название (символьное,30)
Число жителей (целое)
Примечание (символьное,100)
ПГТ
Поселки городского типа
с численностью жителей от 1 000
до 10 000
ID (целое)
Название (символьное,30)
Число жителей (целое)
Примечание (символьное,100
ПСТ
Населенные пункты сельского ти-
па
с численностью менее 1 000 жите-
лей
ID (целое)
Название (символьное,30)
Число жителей (целое)
Примечание (символьное,100
Дороги
ЖД
Железные дороги
ID (целое)
Тип дороги (символьное,50)
Характеристика (символьное,50)
Примечание (символьное,100)
69
Продолжение таблицы 5
Автодороги
Асфальтированные, бетонные,
грунтовые и прочие автодороги
ID (целое)
Тип дороги (символьное, 50)
Характеристика (символьное, 50)
Примечание (символьное, 100)
Грунты
Болота, солончаки
Районы заболачивания
ID (целое)
Степень заболачиваемости (Сим-
вольное, 50)
Примечание (Символьное, 100)
Кроме того, на этом этапе осуществляется разработка вида условных зна-
ков, их цвета, стиля, диапазона масштаба отображения. Для анимационных ус-
ловных знаков дополнительно решается задача их создания, а именно в каком
программном обеспечении они будут созданы и в каком формате будут сохра-
нены для дальнейшего отображения их на карте. Затем осуществляется перевод
картографических материалов из аналоговой в цифровую форму представления
методом сканирования.
Результатом этапа № 2 должен являться отдельный файл в формате *.tiff с
разрешением не менее 400 dpi.
На этапе № 3 необходимо выполнить векторизацию растровых карт и про-
извести заполнение атрибутивных таблиц тематических карт. Векторизация
должна осуществляться ручным или автоматическим способом.
Результатом данного этапа является «рабочий» вариант тематической кар-
ты в векторном формате.
На этапе № 4 необходимо осуществить настройку корректного стиля ото-
бражения условных знаков, установление диапазона генерализации и уровня
доступа к объектам карты, исправить все виды сокращений, используемые в на-
звании слоев карты и атрибутивных таблицах, привести в соответствие отобра-
жаемую информацию об объектах, расположенных на карте. Кроме этого, не-
обходимо провести проверку выполнения топологии созданных объектов на
каждой тематической карте и исправить возможные картографические и орфо-
графические ошибки, которые могли быть допущены при создании базовой и
тематических карт.
70
Результатом данного этапа является электронная карта в векторном фор-
мате, которая будет в дальнейшем интегрироваться в интерактивную оболочку
справочно-картографической ГИС.
3.3 Разработка и представление технологических компонентов,
мультимедийной, статистической и текстовой информации
В картографии при создании традиционных карт на бумажной основе час-
то использовались такие дополнительные элементы, как пояснительные тексты,
фотографии, графики, профили, рисунки, статистические таблицы, аэрофото-
снимки и др.
В компьютерной среде мультимедийные средства дают возможность, на-
ряду с вышеперечисленными элементами, использовать звук, видео- и анима-
цию, что позволяет вывести картографию на качественно новый уровень пред-
ставления и хранения картографической информации.
Использование справочно-картографических ГИС в тесном сочетании с
мультимедийными средствами позволяет пользователю видеть картографиче-
ские и семантические данные о территории и на их основе получать комплекс-
ную информацию об отдельном объекте или местности в целом. Получение до-
полнительной семантической или визуальной информации об объектах карты
осуществляется в виде мультимедиа приложений, которые реализуются на базе
современного программного обеспечения.
Мультимедиа приложения могут содержать:
- фотографии объекта, внешний вид объекта, вид изнутри, сверху и т. д.;
- видеоролики, характеризующие объект в движении или динамике;
- звуковые элементы, дополняющие общее восприятие об объекте, такие
как дикторский текст, пение птиц, звуки природы и т. д.;
- анимационные фрагменты, показывающие элементы, которые сложно
или невозможно отразить в виде только фотографий и видеороликов.
Как правило, это исторические карты, карты изменения погоды, виртуаль-
ные карты и т. д.;
71
- фотопанорамы, позволяющие пользователю визуально представить себя
внутри объекта, с возможность самостоятельного вращения вокруг своей оси до
360 градусов.
3.3.1 Разработка мультимедийных информационных компонентов на
примере создания и функционирования круговых панорам
Программное обеспечение, позволяющее создавать фотопанорамы и ви-
деть местность с обзором до 360 градусов, появилось относительно недавно.
Использование таких фотопанорам встречается нечасто, хотя эффект от их про-
смотра на порядок выше, чем от просмотра обычных фотографий.
Принцип работы таких программ достаточно прост, для этого нужно осу-
ществить фотографирование местности из одной точки по кругу таким образом,
чтобы охватить все территорию вокруг своей оси по горизонтали. Фотографи-
рование каждого снимка следует делать с перекрытием предыдущего снимка на
20–30 % (рисунок 16).
Рисунок 16 – Общий принцип создания фотопанорамы с обзором 360 градусов
72
На основании наших разработок в части создания фотопанорам предлага-
ются следующие методические решения.
Монтирование фотографий в один панорамный снимок можно осуществ-
лять «вручную» с использованием современных графических пакетов, напри-
мер с помощью редактора растровой графики, или специализированных про-
грамм, которые позволяют в автоматическом режиме монтировать фотографии
в один панорамный снимок.
Дальнейшее отображение и интегрирование фотопанорам в единую систе-
му отображения можно производить двумя способами:
- интегрировать смонтированные фотографии в страницу HTML и посред-
ством дополнительно разработанного Java модуля воспроизводить круговую
фотопанораму;
- создать специальный вьювер для просмотра круговых панорам, который
должен иметь дополнительные функции для просмотра: увеличение, уменьше-
ние и перемещение по фотографии.
Просмотр круговых фотопанорам осуществляется непосредственно через
специализированный вьювер, либо этот вьювер интегрируется в страницу
HTML и далее воспроизводится браузером.
3.3.2 Разработка мультимедийных информационных компонентов
на примере создания и функционирования фотоальбома
Обобщение различных подходов при создании компьютерных фотоальбо-
мов позволяет сформулировать следующие методические рекомендации, отве-
чающие особенностям создания и использования справочно-картографических
ГИС.
При отображении сформированного фотоальбома в качестве информаци-
онного компонента целесообразно использовать информационное окно вьювера
ГИС-оболочки для отображения фотографии (рисунок 17).
73
Рисунок 17 – Внешний вид фотоальбома
Подготовка фотоальбома осуществляется в два этапа.
Сначала создается HTML-страница со списком фотографий соответст-
вующего тематического раздела. Название каждой фотографии представляет
собой гиперссылку на конкретную пустую HTML-страницу. В качестве Target
frame (конечное окно, в котором планируется отображать фотографию) указы-
вается Whole page (страница во все окно). Далее страница со списком фотогра-
фий открывается в ГИС-оболочке в режиме редактирования и включается ре-
жим связывания. Выбором названия фотографии открывается соответствующая
пустая страница. С помощью командной кнопки на панели управления ГИС
оболочки «Связать текущий топик» открывается диалоговое окно установления
связи с внешним объектом (фотографией, картой, объектом на карте и т. д.)
«Задать связь» (рисунок 18).
В этом окне необходимо указать тип объекта, с которым связывается стра-
ница (в данном случае «картинка») и установить опцию «Не переходить к то-
пику», чтобы при выводе фотографии не отображалась связанная с ней пустая
74
HTML-страница, а также с помощью кнопки «Выбрать» указать файл, содер-
жащий фотографию.
Рисунок 18 – Окно установления связи с внешним объектом
Технологический процесс создания фотоальбома справочно-картографи-
ческих ГИС может отличаться от выше приведенного, в зависимости от назна-
чения фотоальбома, способа его работы и используемого программного обес-
печения для его создания.
Аналогичным способом происходит создание видеоряда, содержащего те-
матические видеосюжеты или анимацию.
После того как тематические разделы будут разработаны и снабжены дос-
таточным количеством текстовой информации в сочетании с фото- и видеома-
териалами, можно приступить к компоновке всех данных в единую программ-
ную среду.
3.4 Интегрирование технологических компонентов в единую среду
(ГИС-оболочку)
Интерактивная программная оболочка (ГИС-оболочка) является основным
программным модулем, на базе которого происходит создание и функциониро-
вание справочно-картографической ГИС.
75
ГИС-оболочка состоит из нескольких частей:
1. Картографический вьювер.
Основное его предназначение – визуализация карт в векторном формате,
«закрытом» для редактирования, с сохранением всех основных необходимых
функций при работе с картой (изменение масштаба карты, навигация и т. д.).
2. Текстовый вьювер – отображение справочной информации, представ-
ленной в виде текста, фото, видео, анимации и т. д.
3. Поисковый модуль – выполнение операций по поиску и отображению
искомой справочной и картографической информации.
Интегрирование картографической информации в интерактивную про-
граммную оболочку осуществляется в два этапа. Данный процесс приведен на
рисунке 19 на примере использования широко применяемых в России профес-
сиональных ГИС и оригинального российского ГИС-пакета WinLord.
На первом этапе карта, разработанная в ГИС-приложении (MapInfo, или
ArcGIS), конвертируется в ГИС-приложение WinLord. Для этой операции ис-
пользуется специально разработанный конвертор. В результате создается пол-
ноценная копия карты в векторном формате данных, в которой при необходи-
мости имеется возможность создания новых и редактирования имеющихся
данных.
На втором этапе осуществляется конвертация в интерактивно-
программную оболочку справочно-картографической ГИС. После этого про-
цесса формат карты приобретает «закрытый» для редактирования и внесения
изменений вид, что защищает картографическое произведение от несанкциони-
рованного использования.
После того как в интерактивной программной оболочке (ИПО) интегри-
ровано необходимое количество тематических карт, выполняется работа по
установлению одно- и двусторонних связей между объектами на карте и
HTML-страницами, на которых размещена дополнительная справочная ин-
формация.
76
Рисунок 19 – Схема процесса интегрирования карт
в интерактивной программной оболочке
Для осуществления односторонней связи «гиперссылка – объект карты» на
HTML-странице создается гиперссылка, указывающая на пустую страницу. В
качестве Target frame указывается Whole page. Далее в ГИС-оболочке в режиме
редактирования в режиме связывания открывается созданная пустая HTML-
страница и карта, на которой выделяется связываемый объект. С помощью ко-
77
мандной кнопки «Связать текущий топик» открывается диалоговое окно «За-
дать связь», в котором из списка выбирается пункт «Выделенным объектом с
местом» и устанавливается опция «Не переходить к топику». В результате по
щелчку на гиперссылке будет открываться карта с выделенным объектом.
Для организации односторонней связи «объект карты – страница» на
HTML-странице создается временная гиперссылка на ту страницу, которая
должна отображаться при выделении объекта на карте. Далее в программной
оболочке выполняется связывание объекта карты и HTML-страницы, после че-
го необходимо удалить временную гиперссылку.
Также организовывается двусторонняя связь между HTML-страницей и
объектом на карте.
В этом случае при открытии тематической HTML-страницы и выборе оп-
ределенной записи будут осуществлен переход к карте или объекту на карте.
Таким же способом осуществляется взаимосвязь карты и HTML-страницы.
3.5 Формирование программного обеспечения для создания
справочно-картографических ГИС
Как было отмечено во втором разделе, при создании справочно-
картографических ГИС используется современное программное обеспечение, ко-
торое можно разделить на два больших блока: стандартное и специализированное.
Стандартное программное обеспечение – это программное обеспечение,
которое можно встретить в открытой продаже.
В качестве стандартного программного обеспечения используют програм-
мы, обеспечивающие создание HTML-страниц, на базе которых будет происхо-
дить функционирование всей текстовой части системы.
Для форматирования текста используют возможности, предусмотренные в
основном стандарте HTML с использованием специальных динамических эф-
фектов и анимации. Редактор HTML должен иметь инструменты для работы с
таблицами, встроенные средства для обработки изображений, позволяющие
78
размещать на страницах различные мультимедиа-объекты: рисунки, видео-
фильмы анимацию, звуковые фрагменты.
Для корректировки фотографий и придания общего дизайна справочно-
картографической ГИС целесообразней использовать программы, позволяю-
щие работать с растровой графикой.
Редактор растровой графики корректно использовать для создания изо-
бражений высокого качества, обработки и ретуши фотографических изображе-
ний и создания сложных коллажей (рисунок 20).
Рисунок 20 – Редактор растровой графики
Для создания анимационных меню и кнопок, служащих элементами
управления в справочно-картографических ГИС, а также мультимедийных ро-
ликов и динамических карт, целесообразней в настоящее время использовать
программы типа Adobe Flash.
Данные программы позволяют создавать две разновидности анимации –
покадровую и расчетную. В покадровой пользователь «вручную» рисует все
79
кадры, размещая их друг за другом. В расчетной анимации определяется только
начальный и конечный кадры изображения, и программа автоматически гене-
рирует промежуточные кадры. Такая анимация может быть двух видов – ани-
мация движения и анимация форм. Оба типа анимации создаются по единой
схеме: указывается начало и конец последовательности кадров, располагая гра-
фические элементы в ключевых кадрах, а программа автоматически создает се-
рию промежуточных кадров, интерполируя в них изменения свойств движения
или формы.
Кроме вышеперечисленного стандартного программного обеспечения, при
создании справочно-картографических ГИС, необходимо использовать специа-
лизированное программное обеспечение, с помощью которого происходит соз-
дание и использование информационно-картографического пространства, со-
стоящего из векторных карт и информационной базы данных.
Специализированное программное обеспечение (СПО) позволяет решать
сложные задачи географического анализа, такие как создание геогрупп, нахож-
дение взаимосвязей между объектами, явлениями, процессами и событиями на
территории, связь с удаленными базами данных, включение графических объ-
ектов в другие приложения, создание тематических карт, выявление тенденций
и закономерностей территории по данным и др. В состав этого СПО входят
средства анализа данных, способные придать графический вид статистическим
и прочим данным, позволяющим отобразить данные как точки, как тематически
выделенные области, круговые и столбчатые графики, группы и т. п.
В качестве примера такого специализированного программного обеспече-
ния можно рассмотреть отечественную геоинформационную систему WinLord и
ее применение для создания и функционирования СК ГИС.
Полнофункциональная ГИС WinLord предназначена для создания, редак-
тирования и анализа цифровых карт. Система включает в себя редактор вектор-
ной графики, СУБД, редактор географических знаков (для линий, полигонов и
точек). Встроенный язык макроинтерпретатора позволяет пользователю созда-
80
вать и исполнять собственные макрокоманды, расширяющие функциональ-
ность WinLord.
Вид окна ГИС WinLord представлен на рисунке 21.
Рисунок 21 – Вид окна ГИС WinLord
Данная ГИС обладает следующими основными возможностями:
экспорт/импорт: ArcView Shape, Arc/Info Generate, MapInfo MIF/MID,
АИСГГК, СКАУТ;
поддержка многосвязных картографических объектов, состоящих из
компонент различных типов пространственной локализации;
создание многоуровневых иерархических классификаторов;
векторные условные знаки, встроенный редактор условных знаков (всех
типов), создание библиотек условных знаков;
автоматическая и интерактивная расстановка подписей;
хранение в таблицах OLE-объектов;
растровая подложка, состоящая из набора файлов в формате Windows
BMP;
редактор картографических объектов;
81
создание картограмм четырех типов;
пространственный анализ, включающий: поиск по пространственным
отношениям, измерительные операции, создание интегральных метрик, по-
строение буферных зон;
реляционная СУБД, включающая полный набор операций, который
обеспечивает создание и модификацию таблиц, в том числе: поддержку связи
между таблицами, поиск в таблицах, выборочные запросов, выполнение стати-
стических вычислений;
прямой доступ к таблицам в формате dBASE;
редактор печатных форм с возможностью многостраничной печати;
создание пользователей с установлением прав доступа к объектам сис-
темы;
работа в локальной сети с возможностью многопользовательского редак-
тирования пространственных и атрибутивных данных;
настройка интерфейса приложения на конкретного пользователя (изме-
нение панелей пиктографических меню, панелей инструментов);
расширение функций инструментального ядра с помощью встроенного
языка программирования высокого уровня (в том числе создание макрокоманд,
диалоговых окон, инструментов редактора картографических объектов).
ГИС WinLord используется для решения различных муниципальных и эко-
логических задач, управления коммуникациями, в градостроительной и риэл-
терской деятельности, а также во многих других областях, связанных с анали-
зом и управлением территориями.
Простой в использовании набор инструментальных средств разработки
картографических приложений, созданный на основе библиотеки WinLord, по-
зволяет создавать тиражируемые геоинформационные системы и электронные
атласы с полным набором профессиональных ГИС-функций и поддержкой
мультимедиа.
В ГИС WinLord используется язык программирования Probel. На этом язы-
ке могут разрабатываться программы для создания ГИС-приложений, ориенти-
82
рованных на определенную предметную область, а также макрокоманды, по-
зволяющие автоматизировать выполнение сложных операций. Программа на
языке Probel, вызывающая функции системы WinLord, может выполняться
только в WinLord, которое имеет встроенный интерпретатор языка. Интерпре-
татор языка может выполнять программы как в исходном коде, так и преобра-
зованные в двоичный код.
Для написания программ на языке Probel используется приложение «Ре-
дактор языка Probel», которое предоставляет средства для написания текста
программ, проверки соответствия программы синтаксису языка, компиляции и
отладки, а также позволяет вызывать другие приложения среды разработки
Probel.
В нашем случае на базе ГИС WinLord была разработана интерактивная
программная оболочка, имеющая гибкий и настраиваемый интерфейс.
Это дает возможность использовать интерактивную программную оболоч-
ку в качестве основы для создания справочно-картографических ГИС с возмож-
ностями установления прямых и обратных связей карт и объектов на карте с
дополнительной текстовой информацией и мультимедиа.
На панели инструментов разработанной интерактивной программной обо-
лочки отключены дополнительные рабочие кнопки, которые нужны только при
создании картографической системы и ее настройки. Интерактивная программ-
ная оболочка создана на основе ГИС WinLord, что дает возможность просмат-
ривать цифровые векторные карты в формате *.vsa, получать семантическую
информацию об объектах на карте, включать и выключать отдельные слои, вы-
полнять геометрические расчеты на карте.
Окно ИПО имеет следующий вид (рисунок 22):
строка заголовка, содержащая название атласа;
панель командных кнопок;
просмотровое окно, в котором происходит отображение HTML-страниц
и цифровых векторных карт;
строка состояния;
83
строка отображения текущего масштаба карты.
Рисунок 22 – Вид окна интерактивной программной оболочки СК ГИС
Командные кнопки позволяют получить информацию об авторах про-
граммной оболочки, установить закладку, перейти в главное меню, на одну
страницу назад или вперед, устанавливать связи между HTML-страницами и
объектами на картах, развернуть информационное окно, окно карты, восстано-
вить размеры окон, получить информацию по выделенному объекту карты,
сместить, увеличить, уменьшить карту, показать всю карту, открыть легенду к
карте, открыть карту, открыть таблицу, включить режим связывания, открыть
окно «Администратор данных», связать с отдельным топиком, вклю-
чить/выключить фоновую музыку, открыть окно поиска и т. д. Количество кно-
пок может меняться в зависимости от требований, предъявляемых к каждому
конкретному электронному изданию.
Просмотровое окно в общем случае состоит из двух расположенных рядом
окон. Слева находится информационное окно – окно браузера Microsoft Internet
84
Explorer, в котором отображаются HTML-страницы, отображающие справоч-
ную информацию (см. рисунок 23). Справа расположено окно карты. В нем
отображаются цифровые векторные карты в формате VSA (WinLord), а также в
некоторых случаях фотографии, видеоклипы. Это окно картографического
вьювера/визуализатора. В оболочке имеется возможность управления размера-
ми окон. Их можно развернуть или восстановить заданные по умолчанию раз-
меры.
Рисунок 23 –
Отображение справочной текстовой информации
выделенного объекта на карте
4 Реализация разработанной методики
Используя разработанную в диссертации методику создания и функциони-
рования СК ГИС, автором совместно с коллективом сотрудников кафедры кар-
85
тографии и геоинформатики Сибирской государственной геодезической акаде-
мии были разработаны и выпущены разными тиражами несколько справочно-
картографических ГИС на компакт дисках CD-Rom.
При создании информационно-справочной системы «Новосибирская об-
ласть» была разработана в 2000 году. При создании были использованы как
официальные материалы, предоставленные администрацией Новосибирской
области и статистические данные, так и оригинальные литературные источни-
ки. Текст иллюстрирован цветными фотографиями, видеосюжетами о природе
и разносторонней жизни жителей области, в диск включены цифровые карто-
графические материалы, статистические данные в целом по области и по каж-
дому району, имеется музыкальное сопровождение.
В качестве картографических материалов использовано более 20 цифровых
векторных карт Новосибирской области, с точностью соответствующей мас-
штабу 1 : 500 000 и карта города Новосибирска, масштаба 1 : 16 000.
Кроме того, в качестве исходных данных использован электронно-
цифровой экологический атлас НСО Комитета по природным ресурсам и охра-
не окружающей среды Новосибирской области и другие картографические ма-
териалы. Информационная база в виде файлов формата html с системой гипер-
связей сформирована на основе материалов, предоставленных Новосибирским
областным комитетом Государственной статистики, подразделений админист-
рации Новосибирской области, а также ряда публикаций в СМИ, печатных из-
даний и сайтов в сети Интернет, информационных материалов участников про-
екта (рисунок 24).
86
Рисунок 24 – Административная карта и паспорт района
Новосибирской области
Информационно-справочная система «Новосибирск» была разработана в
2003 году. Данная система предназначена для знакомится пользователя с горо-
дом Новосибирском, показывает его со всех сторон: административной, эконо-
мической, социальной, политической, промышленной и т. д. (рисунок 25).
В данной системе впервые разработана поисковая система, осуществляю-
щая многоуровневый принцип поиска информации по текстовой части СК ГИС,
основанный на использовании гиперфайлового и гипертекстового принципа
отображения информации.
87
Рисунок 25 – Поисковая система
Поиск необходимой информации осуществляется:
- по ключевому слову, где результатом является список найденных страниц
с присутствующим ключевым словом;
- по электронному содержанию, которое формируется в четком соответст-
вии со структурой СК ГИС;
- по семантической информации цифровых карт.
Все справочные данные в данной системе отображаются в виде графиков,
диаграмм, таблиц, около 180 фотографий, 16 видеороликов, впервые реализо-
вана возможность воспроизведения круговых фотопанорам.
Картографическая часть представлена одной административной картой
Новосибирской области, с точностью соответствующей масштабу 1 : 200 000 и
карта города Новосибирска, масштаба 1 : 16 000, включающая более 4 500 объ-
ектов.
88
Все объекты представлены следующими тематическими слоями: внутри-
городской транспорт, общественное питание, наука и образование, здравоохра-
нение, культура и искусство, спорт и отдых, торговля, исторические памятники,
социальная сфера, финансовая сфера, административные объекты, культовые
объекты.
Приводится информация о сфере деятельности каждого объекта, их адреса
и телефоны. Реализована возможность отдельного отображения объектов по их
тематической направленности.
Компакт-диск «Информационно-справочная система "СГГА — 70 лет"», вы-
пущен в 2003 году. Посвящѐн 70-летию Новосибирского института геодезии, аэ-
рофотосъѐмки и картографии – Сибирской государственной геодезической акаде-
мии (НИИГАиК – СГГА) (рисунок 26).
Рисунок 26 – Информационно-справочная система «СГГА — 70 лет»
Содержит информацию об истории создания и развития вуза, о его выпу-
скниках, а также подробное описание современного состояния и структуры
СГГА, выпускаемых специальностей, научно-педагогических кадров, матери-
альной базы. Приведена обширная информация для абитуриентов. Текст иллю-
стрирован фотографиями и видеофильмами. Имеются музыкальное сопровож-
89
дение и карта города Новосибирска, масштаба 1 : 16 000, включающая более 4
500 объектов.
«Картографо-информационная система "Ханты-Мансийск – столица Юг-
ра"» создан в 2004 году. Выпущен на CD-Rom при участии Государственного
предприятия «Научно-производственный центр "Мониторинг"» и предприятия
«Сибпромкомплекс». Он имеет целью доведение до жителей города подробной
карты Ханты-Мансийска, а гостям дает общее представление об этом замеча-
тельном городе (рисунок 27).
Рисунок 27 – Картографо-информационная система
«Ханты-Мансийск – столица Югра»
Назначение – предоставить пользователю обобщенную информацию о Хан-
ты-Мансийске, его интересной истории, основных достопримечательностях,
культурном и научно-образовательном комплексе. Для этого в диск включены
тексты, карты, видеоклипы, фотографии и музыкальное сопровождение.
В текстовой части содержится общая информация о городе. Подробная
карта города позволяет ориентироваться в нем и находить нужные здания и со-
оружения. Приведенные фотографии и видеоклипы дают наглядное представ-
90
ление о городе. Мелодии, выбираемые пользователем, позволяют сопроводить
музыкой работу с информацией.
Картографическая часть представлена административной картой террито-
рии Ханты-Мансийского автономного округа – Югра, масштаба 1: 300 000 и
картой города Ханты-Мансийска, масштаба 1 : 25 000, а также космическим
снимком высокого разрешения территории города Ханты-Мансийска и его ок-
руга.
Электронный атлас Ханты-Мансийского автономного округа для средней
школы «Люби и знай свой край родной» (рисунок 28). Разработан в 2004 году.
Выпущен на компакт-диске, разработан коллективом ООО «Сибпромком-
плекс», кафедры картографии и геоинформатики Сибирской государственной
геодезической академии и ОАО «Научно-производственный центр комплексного
мониторинга окружающей среды и кадастра природных ресурсов» (ОАО «НПЦ
Мониторинг») в соответствии с учебной программой преподавания школьной
географии. Научно-методические основы школьных электронных атласов апро-
бированы в школах.
Электронный атлас Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО –
Югра) «Люби и знай свой край родной» выпущен на компакт-диске предназна-
чен для изучения географии родного края в средней школе; для формирования у
учащихся географического образа своего округа (образа своей «малой Родины»)
во всем его многообразии и целостности, на основе комплексного подхода по
трем основным компонентам – природа, население и хозяйство округа; для
формирования у учащихся посредствам географических знаний: гражданствен-
ности, патриотизма, уважения к истории и культуре населяющих его народов.
Электронный атлас ХМАО – Югра «Люби и знай свой край родной» разра-
батывается для распространения и использования в средних школах округа, в
классе на уроке географии и факультативных занятиях по краеведению; при са-
мостоятельной работе дома, в том числе частично для изучения школьного кур-
са «Комплексная география России», а также в системе повышения квалифика-
ции учителей по теме «Использование компьютерных технологий в обучении».
91
Рисунок 28 – Электронный атлас Ханты-Мансийского автономного округа –
Югра «Люби и знай свой край родной» для средней школы
В качестве картографических материалов использовано более 40 цифровых
векторных карт Ханты-Мансийского автономного округа-Югры, с точностью
соответствующей масштабу от 1 : 200 000 до 1 : 5 000 000.
Электронная версия комплексного атласа Ханты-Мансийского автономного
округа – Югра «Природа. Экология» (том II) выпущен на компакт-диске (рису-
нок 29). Данный атлас был разработан в 2005 году, он является точной копией
полиграфического издания. Предназначен атлас для массового пользователя:
органов местного самоуправления, коммерческих структур, различных органи-
заций и учреждений, прежде всего научных и учебных, библиотек, а также всех
жителей округа. В качестве справочного источника атлас предназначен для ши-
рокого круга граждан и юридических лиц, а также может быть полезен между-
народным и иностранным организациям, фирмам, гражданам других госу-
дарств.
Цель II тома атласа – дать пользователю комплексную географическую ха-
рактеристику и свод пространственно-временной информации о природе, при-
родно-ресурсном потенциале, экологии Ханты-Мансийского автономного окру-
га – Югра.
92
Основная информация содержится в цифровых картах. Космические сним-
ки, смонтированные на территорию округа и г. Ханты-Мансийск, дополняют
картографическую информацию. Цифровые карты и текстовая часть диска
снабжены поисковой системой
Рисунок 29 – Электронный атлас Ханты-Мансийского автономного округа –
Югра «Природа. Экология»
Данный атлас содержит более 240 авторских цифровых векторных карт
Ханты-Мансийского автономного округа – Югры с точностью соответствующей
масштабу от 1 : 150 000 до 1 : 10 000 000 и карты территории Российской Феде-
рации с точностью 1 : 20 000 000.
Электронный атлас Новосибирской области «Люби и знай свой край род-
ной» (рисунок 30) является справочно-картографической мультимедийной сис-
темой на CD-ROM и предназначен для использования в средних школах на
уроках географии и факультативах по краеведению; при самостоятельной рабо-
те дома, в том числе частично для изучения школьного курса «Физическая и
экономическая география России», а также в системе повышения квалификации
учителей по теме «Использование компьютерных технологий в обучении».
Электронный атлас разработан в 2009 году в соответствии с учебной про-
граммой преподавания школьной географии. Научно-методические основы
школьных электронных атласов апробированы в школах, одобрены Новосибир-
93
ским институтом повышения квалификации и переподготовки работников об-
разования и областным управлением образования Новосибирской области.
Рисунок 30 – Электронный атлас Новосибирской области
«Люби и знай свой край родной» для средней школы
В качестве картографических материалов использовано более 40 цифровых
векторных карт Новосибирской области, с точностью соответствующей мас-
штабу 1 : 300 000.
Вывод:
Большое количество разработанных и приведенных выше картографиче-
ских систем для двух субъектов Российской Федерации наглядно демонстриру-
ет актуальность выбранного автором направления исследования и подтвержда-
ет правильность в подходе к разработанной методике создания и функциониро-
вания справочно-картографических ГИС.
Апробирование и реализация разработанной методики, а также большой
интерес к созданным справочно-картографическим ГИС подтвердили в целом
правильность предложенных концептуальных и методических решений, разра-
ботанных критериев и требований, предложений и рекомендаций по выбору
форматов данных, программного обеспечения, по структуре и содержанию СК
ГИС, по технологическим схемам и др.
94
Выполненная работа открывает новые возможности для современной кар-
тографии в области использования ее широкими слоями потребителей: органа-
ми власти и управления, отраслевыми структурами, отдельными предприятия-
ми и населением.
Заключение
В ходе проведения теоретико-методических исследований и эксперимен-
тальных работ была достигнута и решена основная цель диссертационной рабо-
ты – разработана методика создания и функционирования справочно-
картографических ГИС.
Проведенные исследования позволяют сформулировать следующие ре-
зультаты и выводы:
1) Обосновано и сформулировано определение сущности понятия – спра-
вочно-картографические ГИС, позволяющие пользователю видеть картографи-
ческие и семантические данные о территории и на ее основе получать ком-
плексную информацию об объекте местности. При работе со справочно-
картографическими ГИС пользователь получает достоверную и в то же время
систематизированную информацию и на ее основе принимает пространствен-
ное решение.
2) Разработана концепция, базовые решения, структура, технические усло-
вия и научно-методические решения построения справочно-картографических
ГИС, которые призваны обеспечивать общественные потребности в системати-
зированной, отобранной по целевому назначению достаточно долговременной
по своей значимости информации.
3) Разработана система многоаспектного сетевого доступа к информации,
обеспечивающая эффективное выполнение справочно-поисковых функций СК
ГИС.
4) Разработана типовая технологическая схема создания справочно-карто-
графических ГИС, позволяющая разрабатывать новые образцы справочно-
95
картографических ГИС на различные административные территории, разрабо-
тано содержание всех 11 типовых технологических этапов.
5) Обоснованы потребности, особенности и преимущества использования
мультимедийных компонентов, статистической и текстовой информации; раз-
работана методика интегрирования технологических процессов в единую сре-
ду; разработан состав и функции интерактивной ГИС-оболочки.
6) Осуществлена апробация разработанной методики создания СК ГИС,
выполнена ее экспериментальная и производственная реализация на примере
создания и тиражного выпуска информационно-справочных систем на города
Новосибирск и Ханты-Мансийск.
Выполненные исследования и разработки внедрены в учебный процесс
СГГА, лекционные и практические занятия, студенческую научную работу
и дипломное проектирование.
Достоверность выполненных исследований и разработок методики созда-
ния и функционирования справочно-картографических ГИС подтверждена со-
ответствующими актами о внедрении Новосибирского института повышения
квалификации и переподготовки работников образования от 14 ноября 2002 г.,
учебно-методического совета Института геодезии и менеджмента СГГА от
26 ноября 2002 г., учебно-методического совета Института дистанционного
зондирования и природопользования СГГА от 17 декабря 2002 г., открытого ак-
ционерного общества «НПЦ Мониторинг» Ханты-Мансийского автономного
округа – Югра от 06 октября 2009 г.
Полученные автором результаты позволяют сделать вывод о том, что цель,
поставленная в диссертационной работе, достигнута.
96
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Геоинформатика [Текст]: толковый словарь основных терминов /
Ю.Б. Баранов, А.М. Берлянт, Е.Г. Капралов и др. – М.: ГИС-Ассоциация,
1999. – 2004 с.
2 Основы геоинформатики [Текст]: в 2 кн. Кн. 1: учеб. пособие для студ.
вузов / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов и др. – М.: Академия,
2004. – 352 с.
3 Геоинформатика [Текст]: в 2 кн. Кн. 1: учебник для студ. высш. учеб.
заведений / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов и др. – 2-е изд., пере-
раб. и доп. – М.: Академия, 2008. – 384 с.
4 Кошкарев, А.В. Геоинформатика [Текст] / А.В. Кошкарев, В.С. Тику-
нов; под ред. Лисицкого Д.В. – М.: Картгеоцентр – Геоиздат, 1993. – 213 с.
5 ДеМерс, М.Н. Географические информационные системы. Основы
[Текст]: учебник / М.Н. ДеМерс. – М.: Дата+, 1999. – 490 с.
6 Clarce, K.C. Geographic information systems: definitions and prospects. –
Bull. Geogr. And Map Div. Spec. Libr. Assoc., 1985, N 142, hh. 12–17.
7 Тикунов, В.С. Современные средства исследования системы «общест-
во – природная среда» / В.С. Тикунов // Известия Всесоюзн. географич. обще-
ства. – 1989. – Т. 121. – Вып. 4. – С. 229–306.
8 Кошкарев, А.В. Картография и геоинформатика: пути взаимодействия /
А.В. Кошкарев // Изв. АН СССР, сер. Геогр. – 1990. – № 1. – С. 32.
9 Карпик, А.П. Методологические и технологические основы геоинфор-
мационного обеспечения территорий [Текст]: монография / А.П. Карпик. – Но-
восибирск: СГГА, 2004. – 260 с.
10 Энциклопедия кибернетики [Текст]. В 2 т. Т. 1. – Киев: Главная редак-
ция Украинской советской энциклопедии, 1975. – 607 с.
11 Спринт-Информ [Электронный ресурс] Web-мастер Фридланд А.Я.,
Ханамирова Л.С., Фридланд И.А., Фридланд В.А. – Режим доступа:
http://www.sprint-inform.ru, свободный.
97
12 Острейковский, В.А. Информатика [Текст]: учеб. для вузов / В.А. Ост-
рейковский. – М.: Высш. шк., 2000. – 511 с.: ил.
13 Берлянт, А.М. Развитие теории и методов создания геоизображений /
А.М. Берлянт // Геодезия и картография. – 2001. – № 11. – С. 35–41.
14 Геоинформационное картографирование сбалансированного террито-
риального развития: материалы VIII научной конференции по тематической
картографии, г. Иркутск, 2006 г., Т. 1. – Иркутск: Изд-во Института географии
им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2006. – С. 32–34.
15 http://www.2gis.ru
16 http://www.karta812.ru
17 http://www.mircyber.ru
18 http://www.allmaps.ru/gis/gis_msk/
19 http://www.google.maps.com
20 www.mirkart.ru
21 http://maps.yandex.ru/
22 http://help.yandex.ru/maps/?id=1045931
23 Жалковский, Е.А. Цифровая картография и геоинформатика. Краткий
терминологический словарь [Текст] / Е.А. Жалковский, Е.И. Халугин и др.; под
общей ред. Е.А. Жалковского. – М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1999. – 46 с.
24 Цветков, В.Я. Геоинформационные системы и технологии [Текст] /
В.Я. Цветков. – М.: Финансы и статистика, 1993. – 288 с.
25 Шайтура, С.В. Геоинформационные системы и методы их создания
[Текст] / С.В. Шайтура. – Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 1998. – 252 с.
26 http://ru.wikipedia.org/wiki/Данные
27 Берлянт, А.М. Картографический словарь [Текст] / А.М. Берлянт. – М.:
Научный мир, 2005. – 424 с.
28 Берлянт, А.М. Геоинформационное картографирование [Текст]: учеб-
ник / А.М. Берлянт. – М.: Аспект Пресс, 1993. – 64 с.
98
29 Берлянт, А.М. Динамические карты – новый вид картографических
произведений [Текст] / А.М. Берлянт, Л.А. Ушакова // Геодезия и картогра-
фия. – 1993. – № 3. – С. 36–41.
30 Берлянт, А.М. Теория геоизображений [Текст] / А.М. Берлянт, Н.П. Ку-
раленко. – М.: ГЕОС, 2006. – 261 с.
31 Берлянт, А.М. Геоиконика [Текст] / А.М. Берлянт. – М., 1996. – 208 с.
32 Берлянт, А.М. Образ пространства: карта и информация [Текст] /
А.М. Берлянт. – М.: Мысль, 1986.
33 Справочник по картографии [Текст] / А.М. Берлянт, А.В. Гедымин,
Ю.Г. Кельнер и др.; под ред. Е.И. Халугина. – М.: Просвещение, 1997. – 428 с.: ил.
34 Бочаров, М.К. Основы теории проектирования систем картографиче-
ских знаков [Текст] / М.К. Бочаров. – М.: Недра, 1966. – 135 с.
35 Востокова, А.В. Оформление карт. Компьютерный дизайн [Текст]:
учебник / А.В. Востокова, С.М. Кошель, Л.А. Ушакова. – М.: Аспект Пресс,
2002. – 288 с.
36 ГОСТ 21667–76. Картография. Термины и определения [Текст]. – М.:
Изд-во стандартов, 1990.
37 ГОСТ 28441–90. Картография цифровая. Термины и определения
[Текст]. – М.: Изд-во стандартов, 1990.
38 ГОСТ Р 50828–95. Геоинформационное картографирование. Простран-
ственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования [Текст]. –
М.: Госстандарт России, 1995. – 19 с.
39 ГОСТ Р 51353–99. Геоинформационное картографирование. Метадан-
ные электронных карт. Состав и содержание [Текст]. – М.: Госстандарт России,
1999.
40 ГОСТ Р 51608–2000. Карты цифровые топографические. Требования к
качеству [Текст]. – М.: Госстандарт России, 2000.
41 ГОСТ Р 52055–2003. Геоинформационное картографирование. Про-
странственные модели местности. Общие требования [Текст]. – М.: Госстан-
дарт России, 2003.
99
42 Лисицкий, Д.В. Применение мультимедийных методов в геоинформа-
ционном обеспечении территории [Текст]: материалы VIII науч. конф. по темат.
картографии, Иркутск, 21–23 ноября 2006 г. / Д.В. Лисицкий, Е.В. Комиссаро-
ва. – Иркутск: Ин-т географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2006. – С. 39–41.
43 Тикунов, В.С. Мультимедиа в географии [Текст] // Вестн. МГУ. Сер.
География. – 1995. – № 5. – С. 47–52.
44 Карпик, А.П. Методика создания интерактивно-обучающей системы
[Текст] / А.П. Карпик, Е.В. Комиссарова, В.С. Писарев // ГЕО-Сибирь-2006.
Т. 1, ч. 2. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия: материалы
II Междунар. науч. конгр. «ГЕО-Сибирь-2006». – Новосибирск: СГГА, 2006. –
С. 233–238.
45 Карпик, А.П. Интерактивно-обучающая система – новое направление в
сфере подготовки геодезистов по дисциплине «Картография» [Текст] /
А.П. Карпик, Е.В. Комисарова, В.С. Писарев // 2-я Региональная научно-практ.
конф. 23–24 марта 2006 г. «Геодезия, картография, кадастровое и маркшейдер-
ское дело в освоении природных ресурсов Байкальского региона». – Иркутск,
2006. – С. 159–161.
46 Карпик, А.П. Интерактивно-обучающая система по дисциплине «Об-
щая картография» для подготовки специалистов бакалавров по геодезии
[Текст] / А.П. Карпик, Е.В. Комиссарова, В.С. Писарев // ГЕО-Сибирь-2005.
Т. 1, ч. 2. Геодезия, картография, маркшейдерия: материалы Междунар. науч.
конгр. «ГЕО-Сибирь-2005». – Новосибирск: СГГА, 2005.
47 Кошкарев, А.В. Словарь по геоинформатике [Текст] / А.В. Кошкарев.
48 Кошкарев, А.В. Геоинформатика [Текст] / А.В. Кошкарев, В.С. Тику-
нов; под ред. Д.В. Лисицкого. – М.: Картгеоцентр-Геоиздат, 1993. – 213 с.
49 Лисицкий, Д.В. Основные принципы цифрового картографирования
местности [Текст] / Д.В. Лисицкий. – М.: Недра, 1988. – 261 с.: ил.
50 Сб. материалов научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2005», СГГА, Ново-
сибирск. – С. 10–13.
100
51 Жадаев, Б. Macromedia Flash 8: Визуальный самоучитель [Текст] /
Б. Жадаев. – М.: 100 книг: Триумф, 2007. – 368 с.: ил.
52 Жалковский, Е.А. Цифровая картография и геоинформатика. Краткий
терминологический словарь [Текст] / Е.А. Жалковский, Е.И. Халугин; под общ.
ред. Е.А. Жалковского. – М.: Картгеоцент-Геоиздат, 1999. – 46 с.
53 Пошивайло, Я.Г. Разработка и использование комплексной технологии
составления и подготовки к изданию географических карт и атласов с исполь-
зованием компьютерной техники [Текст]: автореф. дис. канд. техн. наук /
Я.Г. Пошивайло. – Новосибирск, 2001. – 26 с.
54 Писарев, В.С. Создание электронного атласа Новосибирской области
«Люби и знай свой край родной» для средней школы [Текст] / В.С. Писарев,
Е.В. Комисарова // ГЕО-Сибирь-2005. Т. 4, Геоинформатика.
55 Писарев, В.С. Классификация справочно-картографических ГИС. Об-
щие понятия [Текст] / В.С. Писарев // ГЕО-Сибирь-2006. Т. 1, ч. 1. Геодезия,
геоинформатика, картография, маркшейдерия: материалы II Междунар. науч.
конгр. «ГЕО-Сибирь-2006». – Новосибирск: СГГА, 2006. – С. 146–148.
56 Писарев, В.С. Справочно-картографические системы для широкого
круга потребителей [Текст] / В.С. Писарев // ГЕО-Сибирь-2007. Т. 1, ч. 2. Гео-
дезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия. Материалы III Междунар.
науч. конгр. «ГЕО-Сибирь-2007». – Новосибирск: СГГА, 2007. – С. 177–181.
57 Писарев, В.С. Справочно-картографические ГИС: назначение, сущ-
ность, технология и опыт реализации [Текст] / В.С. Писарев // Геодезия и кар-
тография. – 2008. – № 2. – С. 31–35.
58 Лисицкий, Д.В. Общая классификация электронных картографических
произведений [Текст] / Д.В. Лисицкий, Е.В. Комисарова, В.С. Писарев // Гео-
информационное картографирование сбалансированного территориального
развития: материалы VIII науч. конф. по темат. картографии. Т. 1. – Иркутск:
Ин-т географии им. В.Б. Сочавы, 2006. – С. 32–34.
59 Сб. материалов научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2005», СГГА, Ново-
сибирск – С. 116–120.
101
60 Утробина, Е.С. Информационные возможности цифровых картографи-
ческих моделей для восприятия объектов местности [Текст] / Е.С. Утробина,
В.С. Писарев // ГЕО-Сибирь-2009. Т. 1, ч. 2. Геодезия, информатика, картография,
маркшейдерия: сб. материалов V Междунар. науч. конгр. «ГЕО-Сибирь-2009». –
Новосибирск: СГГА, 2009. – С. 147–152.
61 Условные знаки для топографических карт масштабов 1 : 25 000,
1 : 50 000, 1 : 100 000 [Текст] / ВТУ ГШ. – М., 1983. – 90 с.
62 Условные знаки для топографических карт масштабов 1 : 200 000,
1 : 500 000 [Текст]. – М.: Недра, 1983.
63 Условные знаки для топографических планов масштабов 1 : 5 000,
1 : 2 000, 1 : 1 000, 1 : 500 [Текст]. – М.: Недра, 1989. – 286 с.
64 Цветков, В.Я. Модели в информационных технологиях [Текст]. – М.,
2006. – 85 с.
65 Географический атлас России [Атлас]. – М.: Роскартография, 2005. –
186 с.
66 Атлас Новосибирской области [Атлас]. – М.: Роскартография, 2002. –
52 с.
67 Атлас «Люби и знай свой край» для школ Новосибирской области [Ат-
лас]. – М.: Роскартография, 1998. – 32 с.
68 Атлас юного туриста-краеведа Новосибирской области [Атлас]. – М.:
Роскартография, 1996. – 40 с.
102
Приложение А
(обязательное)
Технические условия мастер-диска «Электронный атлас
Новосибирской области "Люби и знай свой край родной" для средней школы»
Введение
Мастер-диск электронного атласа Новосибирской области (НСО) для
средней школы «Люби и знай свой край родной» разрабатывается для распро-
странения и использования в средних школах НСО на уроках географии и фа-
культативах по краеведению; при самостоятельной работе дома, в том числе
частично для изучения школьного курса «Физическая и экономическая геогра-
фия России», а также в системе повышения квалификации учителей по теме
«Использование компьютерных технологий в обучении».
Мастер-диск ориентирован на использование в справочно-информационном
режиме на персональных компьютерах типа Pentium с графической операцион-
ной системой Windows 98/2000/XP/VISTA. Надежность и эффективность ис-
пользования мастер-диска в учебном процессе обеспечены применением отра-
ботанных
на ряде справочно-картографических
ГИС программно-
технологических средств, структур данных, алгоритмов и схем обработки ис-
ходных материалов.
Предлагаемые технические условия (ТУ) содержат требования к путям
доступа к информации, функциям интерфейса и форматам представления ин-
формации в мастер-диске. При разработке ТУ учтены особенности и традиции
учебного процесса, а также новые тенденции в преподавании школьных дисци-
плин на базе компьютерной техники. ТУ апробированы в ряде средних школ
города Новосибирска и на семинарских занятиях с учителями географии в Но-
восибирском институте повышения квалификации и переподготовки работни-
ков образования.
103
Назначение
Мастер-диск предназначен для физического размещения (записи) разра-
ботанного электронного атласа НСО для средней школы «Люби и знай свой
край родной», последующего распространения этого атласа в школах НСО, а
также, при необходимости, для использования в качестве основы полиграфиче-
ского издания.
Электронный атлас НСО является учебным атласом и предназначен:
для изучения физической и экономической географии родного края в
средней школе;
для формирования географического образа своего округа (образа своей
«малой Родины») во всем его многообразии и целостности, на основе ком-
плексного подхода по трем основным компонентам – природа, население и хо-
зяйство округа;
для формирования у учащихся посредством географических знаний
гражданственности, патриотизма, уважения к истории и культуре населяющих
его народов.
Условия доступа к информации
В мастер-диске должны быть реализованы следующие пути доступа
пользователей к включенной в атлас информации:
доступ через текстовое меню, построенное по иерархической структуре;
доступ через гиперссылки, включенные в тексты и реализующие прин-
цип углубленного изучения учебного материала в соответствии с индивидуаль-
ными запросами учащегося;
доступ через картографический материал, дополненный системой свя-
зывания картографических объектов с текстами и другими мультимедийными
файлами;
доступ через автоматизированную поисковую систему с использовани-
ем ключевых слов;
доступ через механизм связывания мультимедийных файлов.
104
Функции интерфейса
1. Общие функции интерфейса:
инсталляция CD;
удаление предыдущей инсталляции;
поддержание мультимедийных компонент;
изменение разрешения экрана монитора;
настройка на нестандартный режим работы с диском (отказ от музы-
кального сопровождения, автоматический или неавтоматический вывод карт,
изменение шрифта, задание параметров просмотра и т. д.).
2. Функции графического редактора.
2.1. Изменение масштаба карты:
увеличение масштаба;
стандартный масштаб;
уменьшение масштаба;
размещение всей карты или ее фрагмента на весь экран.
2.2. Перемещение (навигация) по карте.
2.3. Управление содержанием карт:
добавление классов объектов при увеличении до определѐнного масштаба;
включение-выключение классов объектов с использованием легенды
карты.
2.4. Определение характеристик выбранного на карте объекта:
название активного слоя;
тип объекта.
2.5. Связь выбранного на карте объекта с семантической базой данных.
3. Функции работы с фото- и видеокадрами.
4. Функции работы с семантической базой данных.
4.1. Выбор необходимой информации, в том числе поиск по имени объекта.
4.2. Выбор в меню и воспроизведение информации:
текст;
видео;
105
фото;
звук.
4.3. Возвращение на любой уровень вложенности.
4.4. Выделение выбранного объекта на карте.
4.5. Подзагрузка карт:
автоматически;
по запросу.
4.6. Визуализация алфавитного указателя всех топиков (HTML-страниц), вклю-
ченных в диск.
4.7. Визуализация алфавитного указателя просмотренных топиков.
5. Функция просмотра демонстрационных видеороликов, подготовленных по
темам диска.
Форматы представления информации
Электронный атлас НСО разрабатывается на русском языке.
При составлении атласа могут быть использованы исходные материалы, пред-
ставленные в следующих форматах:
тексты – в форматах HTML, DOC, RTF;
таблицы, диаграммы, схемы – в виде рисунков в форматах JPG, GIF или
в табличном виде в формате EXCEL или WORD;
рисунки, фотографии – в форматах JPG, BMP, GIF;
видеофильмы – в форматах AVI, MPG или других;
музыка – в форматах WAV, MP3;
картматериал – в векторном формате Arcinfo/ArcGIS или Mapinfo или в
растровом формате JPG.
После обработки и окончательного формирования мастер-диска включен-
ные в атлас информационные файлы должны быть представлены в следующих
форматах:
тексты – в формате HTML;
106
таблицы, диаграммы, схемы – в виде рисунков в форматах JPG, GIF;
рисунки, фотографии – в форматах JPG, BMP, GIF;
видеофильмы – в формате MPEG-4 (AVI);
музыка – в формате WAV, MP3;
анимации – в формате GIF;
картматериал – в векторном формате VSA (WinLord) или в общеприня-
том растровом формате.
Требования к установке атласа на компьютер
Мастер-диск устанавливается на персональный компьютер класса Pentium,
CPU рекомендуется не менее 433 Mhz, ОЗУ 64 Mb, SVGA 4 Mb, 16-х CD-ROM,
обязательно наличие звуковой карты, клавиатуры, манипулятора «мышь»,
Internet Explorer 4.0.
Условия эксплуатации
На жѐстком диске компьютера должен быть свободный объѐм порядка
200–300 Мб для размещения карт при инсталляции мастер-диска.
Установка атласа на компьютер должна производиться по следующей схеме:
вставьте компакт-диск в привод CD-ROM;
из корневого каталога диска запустите программу Setup.exe;
следуйте указаниям инструкциям установочной программы и дожди-
тесь ее завершения;
после успешной инсталляции атласа на рабочем столе компьютера дол-
жен быть размещен ярлык запуска программы.
Атлас должен функционировать в интерактивном режиме. Обращение к ат-
ласу производится непосредственно с рабочего стола компьютера либо из папки
Program Files путѐм выбора и активизации соответствующего пункта меню.
Общая технология и порядок работы с атласом должны быть описаны в
эксплутационной документации – Руководстве пользователя.
107
Приложение Б
(обязательное)
Сценарий электронного атласа НСО
«Люби и знай свой край родной»
Введение
Электронный атлас НСО «Люби и знай свой край родной» является спра-
вочно-картографической мультимедийной продукцией, создаваемой на основе
«Атласа юного туриста-краеведа Новосибирской области» (1996 г.), «Атласа
Новосибирской области» (2002 г.), учебных программ и пособий общеобразо-
вательных учреждений и дополнительных литературных и статистических ис-
точников.
Электронный атлас – это картографическая энциклопедия, предназначен-
ная для комплексного изучения и оценки территории области, составления пла-
нов освоения природных ресурсов и прогноза последствий вмешательства че-
ловека в окружающую среду, проектирования природоохранных мер и улучше-
ния экологической обстановки.
Атлас предназначен для изучения физической и экономической геогра-
фии области в общеобразовательных учреждениях, средних специальных и
высших учебных заведениях, а также для внеклассной краеведческой работы.
Электронный атлас НСО «Люби и знай свой край родной» должен содер-
жать:
карты;
легенды карт (условные знаки);
пояснительные тексты, диаграммы, таблицы, фотографии, видеоролики
и звуки, дополняющие картографическую информацию;
указатель географических названий.
Структура атласа:
входной видеоклип;
титульный лист с названием атласа и копирайтами разработчиков;
108
введение, содержащее общую характеристику произведения, его назна-
чение;
оглавление, содержащее названия основных разделов и подразделов ат-
ласа;
географическая справка НСО (текст);
основная легенда, содержащая общие условные знаки;
карты атласа, сопровождаемые специальными легендами, пояснениями
и дополнениями в виде таблиц, гистограмм;
указатель географических названий;
сокращения, принятые на картах атласа и в указателе;
словарь специальных терминов, используемых, но не объяснѐнных в
текстах;
сведения об авторах карт и разработчиках компакт-диска;
руководство пользователя.
Список карт электронного атласа Новосибирской области
«Люби и знай свой край родной»
Разделы
Список карт
1
2
3
Ф
И
З
И
ЧЕ
СК
А
Я
Г
Е
О
Г
Р
А
Ф
И
Я
1
Географическое поло-
жение
1. Карта мира с контуром области.
2. Административная карта России с конту-
ром области.
3. Карта Западной Сибири с контуром облас-
ти.
4. Административная карта области.
5. Карта города Новосибирска.
6. История развития НСО
2
Основные черты рель-
ефа. Геологическое
строение и полезные
ископаемые
1. Физическая карта области.
2. Геологическая карта области.
3. Геоморфологическая карта области.
4. Полезные ископаемые
3
Климатические условия
1. Климатическая карта.
2. Агроклиматическая карта.
4
Внутренние воды
1. Гидрографическая карта.
2. Внутригодовое распределение стока
109
5
Почвы и земельные ре-
сурсы
1. Почвенная карта.
2. Структура земельного фонда
6
Растительный мир
1. Растительность области.
2. Растительные ресурсы области.
3. Редкие и исчезающие виды
7
Животный мир
1. Охотничье-промысловые ресурсы области.
2. Беспозвоночные и позвоночные.
3. Промысловые рыбы.
4. Наземные позвоночные, включѐнные в
Красную книгу области
8
Природные комплексы
1. Природные комплексы области
9
Туризм и краеведение
1. Туристская карта.
2. Исторические места области.
3. Карта г. Новосибирска
ЭКО
Н
О
МИ
ЧЕ
СКА
Я
И
С
О
Ц
И
А
ЛЬ
Н
А
Я
ГЕ
О
Г
Р
А
Ф
И
Я
1
Экономико-
географическое поло-
жение области
1. Формирование Новосибирской области.
2. Экономико-географическое положение
области
2
Исторические и при-
родные условия фор-
мирования территори-
альной организации хо-
зяйства области
1. Исторические условия формирования тер-
ритории.
2. Природные условия и ресурсы формиро-
вания территории
3
Население области
1. Численность и размещение населения об-
ласти.
2. Естественный прирост населения.
3. Национальный состав.
4. Трудовые ресурсы.
5. Городское и сельское население
4
Основные отрасли эко-
номики и межотрасле-
вые комплексы
1. Экономическая карта.
2. Межотраслевые комплексы области.
3. Аграрно-промышленный комплекс области.
4. Транспорт.
5. Внешние связи.
6. Культура и искусство (учреждения куль-
туры, музеи, библиотеки, школы)
5
Охрана окружающей
среды
1. Охрана природы.
2. Карта распространения клещевого энце-
фалита.
3. Подземные воды (качество воды)
Приложение В
(обязательное)
Программное обеспечение, которое применялось автором при создании электронного атласа
Новосибирской области «Люби и знай свой край родной»
№
п/п
Программное
обеспечение
(стандартное
и специальное)
Характеристика
программного обеспечения
Назначение
программного обеспечения
1
2
3
4
1.
Adobe Photoshop Редактор растровой графики.
Обладает широкими возможностями при работе с растровыми
изображениями, обладает удобством для пользователя, включает
самые современные издательские и корректорские функции. Способен
работать с изображениями различных форматов, созданными в любой
из оперативных систем. Лучшая программа для работы с растровым
изображением
Использовалось при:
- подготовке отсканированной основы
(трансформирование растровых
фрагментов (карт, рисунков, фото-
графий и др.));
- цветной и тоновой коррекции для
последующей векторизации;
- оформлении и разработке дизайна
атласа;
- создании иллюстраций, фотографий
и т. д.
2.
Corel Draw
Редактор векторной графики.
Графическая программа, которая уже многие годы является рабочим
инструментом для создания атласов и карт. Хорошо развитый интер-
фейс, высокое качество получаемых изображений, широкие возмож-
ности цветоделения. Может импортировать и экспортировать файлы
практически всех растровых и векторных файлов. Одна из лучших
программ для работы с векторными изображениями
Использовалось при:
- разработке условных знаков к кар-
там;
- создании цифровых карт района Но-
восибирской области;
- создании дополнительных кнопок
для расширения управленческих
функций атласа
109
Продолжение приложения В
1
2
3
4
3.
3D Studio Max
Возможность использования полигонального моделирования, интерфейс
программы полностью настраиваемый, количество и качество дополнительных
модулей повысилось на уровень. Вышло несколько новых визуализаторов.
Character Studio – помимо великолепной анимации отдельных персонажей
появилась возможность имитировать поведение больших групп существ.
Модуль Reactor – для физически корректной имитации динамики твердых и
мягких тел и жидкостей. 3D Studio Max начинает активно применяться при
создании анимационных и игровых фильмов
Использовалось при создании
анимации ролика распространения
ледникового периода на террито-
рии Западной Сибири
4.
MapInfo
Геоинформационная система MapInfo была разработана фирмой Mapping System
Corporation (USA). На сегодняшний день этот пакет является бестселлером на
рынке настольных геоинформационных систем на Западе, так как его разработ-
чикам удалось учесть весь опыт и лучшие достижения, накопленные в этой об-
ласти к настоящему моменту. MapInfo имеет локализованную русскую версию.
Традиционные способы обработки информации все чаще не справляются с зада-
чами, которые ставит перед нами жизнь. Осмыслить данные и понять, какие тен-
денции скрыты за ними, помогает геоинформационный подход к представлению
и обработке данных. Система настольной картографии служит для выбора, пока-
за и манипулирования географическими объектами; фактически она представля-
ет собой базу данных с картографическим интерфейсом. Встроенный мощный
язык запросов SQL позволяет манипулировать данными на профессиональном
уровне. В MapInfo применяется SQL с географическим расширением, реали-
зующим отношения вложенности, перекрытия и пересечения географических
объектов. MapInfo – система, позволяющая работать с данными. Можно созда-
вать тематические карты, то есть вводить, составлять, раскрашивать и оформлять
географические объекты в зависимости от их параметров.
MapInfo Professional – это развитая система настольной картографии, позволяю-
щая решать сложные задачи географического анализа, такие как создание гео-
групп, связь с удаленными базами данных, включение географических объектов
в другие приложения, создание тематических карт и многое другое.
MapInfo совмещает преимущества обработки данных, которыми обладают
базы данных, и наглядность карт. В MapInfo совмещены эффективные сред-
ства анализа и представления данных
Использовалось при создании и
редактировании цифровой век-
торных карт Новосибирской об-
ласти
110
Продолжение приложения В
1
2
3
4
5.
Приведем некоторые из возможностей MapInfo: просмотр данных в любом
количестве окон трех видов: окон карт; тип многослойно сшитых карт позво-
ляет обрабатывать несколько карт, как единую; сохранение окна и выборок в
виде Рабочих Наборов, что позволяет начинать работу сразу с того места, на
котором вы закончили предыдущий сеанс; мощный набор средств рисования
и редактирования, а также других функций изменения вида карт
6.
Microsoft Office Мощное и многофункциональное оружие, умело пользуясь которым, можно
серьезно облегчить себе нужную работу по подготовке, хранению и обработ-
ке разнообразных документов.
Microsoft Word – многофункциональный текстовый редактор (который при
случае может послужить для верстки текстов, изготовления WWW-страниц и
прочего).
Microsoft FrontPage – мощная программа для создания и редактирования
страниц Internet (WWW) и целых сайтов
Microsoft Front
Page
Программа из Microsoft Office – профессиональный конструктор «страничек»
«всемирной паутины» сети Internet (WWW). Microsoft Front Page относится к
семейству так называемых «визуальных редакторов» WWW-страниц, т. е. с
его помощью пользователь может создавать странички из готовых элементов
по принципу конструктора.
Microsoft Front Page предназначен для пользователей, специалисты пишут
WWW-страницы на специальном языке программирования HTML.
Microsoft Front Page располагает громадной коллекцией шаблонов, готовых
форм и схем. Front Page поддерживает пошаговую схему создания страниц и
сайтов. Встроенный мастер сопровождает пользователя в течение всего процес-
са создания WWW-страницы или сайта. Front Page содержит не один десяток го-
товых шаблонов домашних страничек, тематических сайтов и даже Web-узлов
крупного предприятия. Элемент творчества во Front Page все же остается – лю-
бой шаблон можно изменить до неузнаваемости, переделав его под собственный
вкус. Однако здесь не обойтись без готовых решений. Front Page имеет гро-
мадную подборку оформительских элементов: кнопок, разделительных ли-
ний, фоновых рисунков и т. д.
Использовалось при создании
страниц атласа, построении струк-
туры атласа, гиперссылок на текст,
фотографий, видео, звука, рисун-
ков и т. д.
11
1
Продолжение приложения В
1
2
3
4
7.
Одной из самых интересных возможностей Front Page является создание
фреймов – страниц, состоящих из нескольких окон. Но работа с фреймами
– не самая сильная сторона этого редактора, ее можно реализовать в более
удобном для пользователя режиме.
Front Page позволяет пользователю с легкостью переключаться между
тремя основными режимами просмотра созданных WWW-страниц: стан-
дартный режимом верстки документа, режимом просмотра в окне браузе-
ра и режимом редактора языка HTML
8.
LOOP
RECORER
Компьютерный звук бывает двух основных типов:
1. Цифровой звук – аналог фотографии, точная цифровая копия введен-
ных извне звуков. Это может быть сделанная с микрофона запись голоса,
копия звуковых дорожек с компакт-диска и т. д. Одна минута цифрового
звука, записанного с максимальным качеством, занимает около 10 Мбайт.
Существуют специальные методы сжатия, уменьшающие объем компью-
терного звука в десятки раз.
2. Синтезированный звук – точнее, музыка в формате MIDI. Суть MIDI-
технологии можно изложить так – компьютер не просто проигрывает
нужную мелодию, а синтезирует ее с помощью звуковой карты. MIDI-
мелодии – это всего лишь системы команд, управляющие звуковой кар-
той, коды нот, которые она должна «изобразить». Эта технология позво-
ляет с легкостью изменять любые параметры созданной на компьютере
мелодии – заменять инструменты, добавлять или удалять их, изменять
темп и даже стиль композиции. Файлы с MIDI-музыкой небольшие, всего
несколько десятков килобайт. Недостатки MIDI – голос в MIDI-файле не
записывается, а музыка хорошо звучит лишь на очень качественной зву-
ковой карте. Правда MIDI можно сравнительно легко перевести в формат
цифрового звука – обратное преобразование на сегодняшнем уровне раз-
вития компьютерной техники невозможно.
Существуют и «комбинированные» форматы компьютерного звука. На-
пример, можно «сконструировать» музыкальную композицию из неболь-
ших периодически повторяющихся «кусочков» цифрового звука – сэмплов
Использовалось для записи диктор-
ской речи с микрофона
11
2
Продолжение приложения В
1
2
3
4
9.
GIF-анимация
GIF-анимация – это динамическое изображение, основанное на использо-
вании уникальных свойств этого формата. В первую очередь используется
свойство последовательного воспроизведения изображений, составляющих
весь анимационный ряд. При этом активно используется и возможность
применения «прозрачного» цвета. Средство чересстрочной развертки
обычно в GIF-анимации не применяют, так как оно рассчитано на то, что
изображение формируется на экране в течение продолжительного времени
Использовалось при создании дина-
мических условных знаков некото-
рых карт
10.
WINLORD V 2.0 WINLORD – инструментальная геоинформационная система для Windows
95/98/2000. Базовая конфигурация системы обладает следующими основ-
ными возможностями:
-
экспорт/импорт: ArcView Shape, Arc/Info Generate, MapInfo MIF/MID,
ФИСГГК, СКАУТ;
-
поддержка многосвязанных картографических объектов, состоящих из
компонент различных типов пространственной локализации;
-
создание многоуровневых иерархических классификаторов;
-
векторные условные знаки, встроенный редактор условных знаков
(всех типов), создание библиотек условных знаков;
-
автоматическая расстановка подписей;
-
хранение в таблицах OLE-объектов;
-
растровая подложка, состоящая из набора файлов в формате Windows
BMP;
-
редактор картографических объектов;
-
редактор печатных форм с возможностью многостраничной печати;
-
создание пользователей с установлением права доступа к объектам
системы;
-
работа в локальной сети с возможностью многопользовательского
редактирования пространственных и атрибутивных данных;
-
настройка интерфейса приложения на конкретного пользователя (из-
менение панелей пиктографических меню, панелей инструментов);
-
расширение функций инструментального ядра с помощью встроенного
языка программирования высокого уровня (в том числе создание макро-
команд, диалоговых окон, инструментов редактора картографических
объектов)
Использовалось для:
- создания атласа в целом
(WINLORD-16 разрядный), конвер-
тор для трансформации карт во вью-
вер;
- пользования атласом (модифици-
рованная версия WINLORD 32-
разрядного), в которой оставлены
функции только для просмотра карт,
текста, фото, рисунков, прослуши-
вания звука
11
3
Информация о работе Методика создания создания справочно-картографических ГИС