Специальные требования к качеству

Традиционная карта содержит большой объем информации, заданной в неявной форме, которую человек, читающий карту, легко понимает. Цифровая карта является моделью местности, интерпретируемой соответствующим программным обеспечением, и поэтому должна явным образом содержать описания этой информации. Неявная информация может быть разделена на три группы: фундаментальная, производная и семантическая. К фундаментальной отнесем топологические отношения и форму объектов. Эта информация не может быть получена путем вычислений. Производная информация включает отношения типа вложения, частичного вложения, пересечения и т. д., которые легко получить путем выполнения простых вычислительных процедур. Семантическая информация - это отношения между объектами, зависящие от контекста, картографической ситуации в данном месте карты. В большинстве случаев для формирования этих отношений необходима дополнительная информация, а при чтении карты о них можно судить только с определенной долей вероятности. Такими отношениями являются, например, отношения типа часть-целое.

Топологические отношения. На карте существуют группы объектов, между которыми должны быть установлены топологические отношения, хотя они могут находиться в различных слоях карты и, следовательно, не иметь общих узлов. Устанавливать ли топологические отношения, зависит от задачи, для которой используется цифровая карта.

Примером может служить ГИС маршрутизации на карте дорожной сети. Дорожная сеть должна быть представлена в виде графа (как минимум), т. е. в цепочно-узловом виде. Все прочие слои карты служат только подложкой - для ориентирования. Установление топологических отношений между ними может потребовать значительных материальных затрат. В ГИС же, предназначенных для решения кадастровых задач, необходимо наличие полной топологии.

В наиболее распространенных геореляционных ГИС, как отмечалось ваше, установление топологических отношений возможно только в пределах одного слоя. Чтобы частично обойти это ограничение и сделать возможным использование отношений в этих ГИС, например, с помощью графического расширения языка SQL, предлагается следующее простое правило: необходимо иметь в местах локализации таких топологических отношений точное совпадение метрики объектов по принципу «пикет в пикет» или, что менее жестко, по принципу «совпадение с машинной точностью» (т. е., например, допустима «посадка на отрезок»).

На исходных картографических материалах никогда не выполняются топологические отношения, поэтому при создании цифровой карты оператору необходимо корректировать метрику объектов. Важно обратить внимание на то, как это сделано. Дело в том, что в традиционной картографии имеется понятие жестких, или опорных, и подвижных контуров. Опорные контуры определяются с большей точностью и дольше сохраняют свое положение с течением времени. Цифровая карта должна быть создана так, чтобы объекты, представляющие собой твердые контуры, оставались неподвижными, а подвижные корректировались. Кроме того, допуски на точность положения контуров различных типов объектов разные. Пример: лес по берегу реки. Контур реки определяется с большей точностью, поэтому он остается неизменным, а контур леса корректируется.

При проверке топологической корректности между слоями карты необходимо учитывать ошибки, которые появляются из-за округления или наличия нерациональных алгоритмов пересчета в некоторых ГИС при значениях увеличения карты более 1,5 к 1. Основной критерий выявления ошибок округления прост: они не остаются постоянными при изменении увеличения. Например, при проверке межслоевой топологической корректности в процессе наращивания увеличения отклонения ведут себя нелинейно: меняют направление векторы отклонения, в некоторых случаях уменьшается модуль вектора отклонения, возникает чередование уменьшения/увеличения отклонения.

Проверка корректности топологии в ГИС, поддерживающих цепочно-узловую модель данных в рамках одного слоя (уровня, покрытия), довольно проста и неоднократно описывалась в литературе. Корректность топологической структуры в ГИС, не поддерживающих топологические отношения между различными слоями (уровнями, покрытиями), проверяют просмотром выбранных участков при среднем увеличении в 2-3 раза по сравнению с исходным масштабом. Если обнаружено смещение линий (или точки примыкания) более чем на 1 -2 пиксела, это считается незначительной ошибкой, если более - значительной. Установление этого предела продиктовано влиянием на отображение объектов ошибок округления, имеющих место в некоторых ГИС. Если вы уверены, что ГИС, в которой вы работаете, свободна от таких ошибок, можно применять абсолютный критерий, т. е. любые ошибки топологии будем считать значительными.

Кроме того, в любом случае мелкие ошибки совмещения дуг в их центральной части, отвечающие «пиксельному критерию» и имеющие характерные размеры, в 10 и более раз меньшие точности карты, будем считать погрешностями.

Требования к передаче формы объектов. Правильная геометрическая форма некоторых объектов - строений (многоугольники с прямыми углами), заводских труб (окружности) и т. д. - при отображении на традиционной карте искажается вследствие ограниченной графической точности.

Объекты, изображения которых на исходной карте (в пределах графической точности) являются, например, прямоугольными, должны оставаться прямоугольными (но теперь уже с абсолютной точностью) и на цифровой карте. Это требование должно выполняться в случае, если цифровую карту предполагается использовать при сильном увеличении, например, для печати схем, где содержимое карты служит в качестве сопутствующей информации.

Ошибку данного типа будем считать значительной для карт и планов городов и незначительной для неурбанизированных территорий.

Учет логики взаимного расположения объектов. На карте существуют объекты, которые не могут сочетаться определенным образом (накладываться, пересекаться и т. д.). Например, строение не может находиться в русле реки без наличия острова или другого специального указания. Такие отношения недопустимы. Количество возможных сочетаний чрезвычайно велико, хотя существуют наиболее типичные и широко распространенные случаи.

Русло реки, не выраженное в масштабе карты и горизонтали. Река течет по тальвегу долины, т. е. там где наиболее низко. В силу ограничений, накладываемых графической точностью, на цифровой карте реки могут слегка смещаться относительно тальвегов, что хорошо видно в местах пересечения реки и горизонтали. Если на цифровой карте эта погрешность исправлена - значит перед вами карта высочайшего качества. Но необходимо помнить, что исправляться должны горизонтали, а не русло реки. Учитывая сложность подобных исправлений, я бы порекомендовал пользоваться «правилом Роскартографии» — если характерный размер отступа менее 0,2 мм, это нормально, отступ до 0,5 мм считаем погрешностью, а более -незначительной ошибкой.

Граница населенного пункта. Кварталы, другие объекты и комплексы, принадлежащие населенному пункту, не должны пересекать его границы. Существует определенный набор правил определения принадлежности строения, группы строений, населенного пункта - спутника к данному населенному пункту. При беглой проверке можно оценивать наличие каких-либо ошибок (пересечений линий границы населенного пункта) «на глазок», применяя те же критерии, что и для топологических отношений.

Граница населенного пункта, дороги и инженерные коммуникации (для мелкомасштабных карт). Сам объект «граница населенного пункта» -это фиктивный контур, который формируется произвольно и, как правило, только для того, чтобы можно было привязать семантическую информацию ко всему комплексу объектов, распознаваемых как населенный пункт. На традиционных картах дороги и инженерные коммуникации могут быть «не дотянуты» до населенных пунктов на некоторое расстояние - до 0,5 мм (что не является ошибкой). В цифровой карте необходимо сформировать контур населенного пункта так, чтобы дороги пересекали его или были на него «посажены». Если это требование не выполняется, то будем считать это значительной ошибкой (кроме откровенно спорных случаев).

Болота, как известно, отображаются посредством «островков» горизонтальной штриховки. Но как быть, если имеется тесная группа таких болотец? Непонятно, когда пространство между ними -небольшой сухой остров, а когда - просто условность, особенность отображения. Кроме того, часто такие группы болот имеют названия. В данном случае можно поступить таким образом: оцифровав отдельные острова по границе штриховки, оцифровать фиктивным контуром всю группу. К этому контуру можно присоединить семантическую информацию, предназначенную в целом для болота. Если установлено, что следует формировать контуры болот именно таким образом, то невыполнение данного критерия (отсутствие внешнего контура для группы болотец, пересечение контура болота и контуров болотец) будет считаться значительной ошибкой.

Другие примеры недопустимых (негативных) отношений: пересечение лес-озеро, пересечение болото-озеро, вложение дом-озеро, пересечение горизонталь-горизонталь. Перечень недопустимых отношений определяется логикой сочетания объектов карты, но лучше всего, если он будет определен явно (например, как недопустимые отношения между некоторыми классами объектов) в техническом задании. Для поиска ошибок такого рода удобно применять пространственные запросы (типа графического расширения SQL), такая возможность реализована во многих дешевых ГИС. Правила оценки ошибок данного типа аналогичны правилам оценки топологических отношений.

Для некоторых специализированных задач необходимы особые правила локализации объектов в отличие от правил, принятых для топографических карт и планов. Обычно количество требований подобного рода невелико и детально описано в технических заданиях на создание цифровых карт. В большинстве случаев специальные требования регламентируют предоставление информации, заимствованной из посторонних (специальных) источников.

Примером могут служить цифровые карты, предназначенные для анализа потокораспределения (на дорожных и в трубопроводных сетях) или кадастра инженерных сетей. В последнем случае инженерные сети (если, конечно, не показаны только каналы, как в случае теплопроводов) должны быть разделены на сегменты, «разделителями» которых служат вентили, колодцы, безвентильные врезки.

Заключение

Для использования приведенной системы проверки качества необходимо иметь фундаментальные знания в области картографии (как минимум) и цифровой картографии. Автор неоднократно замечал, что многие на первый взгляд субъективные параметры (например, степень сложности цифровой карты) специалистами с примерно одинаковой квалификацией оценивались сходно. Таким образом, залогом успешного применения этой системы является опыт работы и определенные знания специалиста, выполняющего тестирование. При более чем шестилетнем опыте массового применения ГИС в России в таких специалистах недостатка быть не должно.

Качество цифровых карт должно оцениваться дифференцировано, в зависимости от их назначения. Так, цифровая карта, предназначенная для проектирования радиорелейных линий связи, может и не подойти для создания территориального кадастра (при условии использования одинакового исходного картографического материала).

Дата добавления: 2014-01-11