Карти як результат і засіб візуалізації

Широке поширення програмних засобів ГІС, що вміщують функціональні можливості картографічних редакторів, зняття грифа таємності з топокарт масштабу 1:100 000 і поява комерційного доступу до матеріалів вітчизняної і зарубіжної космозйомки дозволяють створювати цифрові карти в різних науково-виробничих і комерційних організаціях, навчальних закладах і навіть індивідуально в домашніх умовах. Багато науково-дослідних і навчальних організацій одержали можливість створювати власні банки картографічної інформації і самостійно забезпечувати картографічне обслуговування своєї роботи, однак поряд з позитивними моментами цієї діяльності є і негативні. Основними факторами, що викликають справедливі дорікання з боку картографічних організацій, є недотримання стандартів просторової точності цифрованих карт, а також порушення авторських прав при створенні цифрових копій топокарт і атласів. У випадку комерційного використання таких матеріалів відбувається подальше нагромадження просторових похибок (і відповідно, похибок вимірювання відстаней і площ). У наш час у країні триває розробка стандартів на тематичний зміст і просторову точність деяких видів карт, проводиться сертифікація виробників цифрових карт, програмного й апаратного забезпечення.

Картографія, будучи сферою точних наук, здавна використовує математичні методи, і тому раніше за інші науки про Землю почала використовувати можливості ЕОМ для побудови картографічного зображення. Удосконалення методів картографо-математичного моделювання обумовило застосування ЕОМ і для формування тематичного змісту карт.

Цифрове картографування, цифрова картографія – відносно новий складний термін, а також цілий науковий теоретичний і прикладний розділ, що перебуває на стику взаємодії географії, картографії, математичних методів обробки даних і інформатики. Як випливає з буквального визначення даного терміна, цей науковий розділ займається створенням і вивченням цифрових аналогів традиційних картографічних зображень. У зв'язку з різними підходами до тлумачення суті "цифрової картографії" на сьогодні існують різні погляди на місце і роль цього напрямку в сфері наук про Землю – від повного заперечення традиційних методів (“тепер усе можна автоматизувати і взагалі не думати, як це робиться”), до заперечення можливості застосування методів автоматизації складання карт (“тільки паперові карти можна називати "картами", свої твори програмісти нехай називають як-небудь інакше”). Істина, зазвичай, знаходиться між двома крайніми точками зору – карти, побудовані за допомогою різних програмних і технічних засобів, давно перевершили по точності і дизайну традиційні технології, але при їхньому створенні повинні використовуватися основні методи, розроблені картографічною і суміжними науками для виявлення й представлення просторових об'єктів і їхніх взаємозв'язків.

Розвиток картографії – безупинний процес, що включає теорію і технологію створення карт. Теоретична картографія вивчає основні положення про форму і методи зв'язку між реально існуючими об'єктами й процесами і їх відображенням на картах. Центральним об'єктом картографії є власне карта – образно-знакова модель, математично визначене, зменшене, генералізоване зображення поверхні Землі, іншого небесного тіла чи космічного простору, що показує розміщені чи проектовані на них об'єкти в прийнятій системі умовних знаків (Баранов и др., 1997).

Велика частина інформації про навколишнє середовище сприймається людиною візуально, через зір. Саме на зорове сприйняття розраховані різні картографічні зображення. Карта, паперова чи цифрова, повинна мати ряд властивостей (Берляндт, 1996):

· просторово-часову подібність відображуваних об'єктів і явищ;

· змістовну відповідність властивостей і характеристик явищ, їхніх типових особливостей, генезису, ієрархії і внутрішньої структури;

· метричність, що припускає вимірювання координат, довжин і обсягів (геометрична метричність), а також вимірювання змістовних характеристик карти (атрибутивна метричність);

· однозначність, що припускає, що кожен знак на карті має лише єдиний зафіксований у легенді зміст, будь-яка точка на поверхні з координатами Х, У має тільки одне значення Z;

· наочність й оглядовість, що забезпечують різні картографічні масштаби і відповідні цим масштабам набори відображуваних об'єктів. Об'єкти відображаються за допомогою картографічних символів, логічна структура й описи яких представлені в легендах.

Термін " цифрова карта " протягом більш ніж двадцятилітньої історії змінювався і розвивався разом із розвитком технологій цифрового картографування і зміною відомчої належності організацій. Протягом тривалого періоду цифрові карти створювалися в Державному управлінні Геодезії і Картографії колишнього СРСР, де було дано таке визначення цифрової карти: "цифрова модель земної поверхні, сформована з урахуванням законів картографічної генералізації в прийнятих для карт проекції, розграфці, системі координат і висот" (Картография цифровая. ГОСТ 28441-90, с. 1).

Більшість визначень цього періоду виходили з положення, що цифрова карта повинна бути копією її паперового аналога.

У наш час з'явилась велика кількість доступного програмного забезпечення і вихідних даних, що дозволяють створювати найрізноманітніші зображення, що мають з картами тільки спільну координатну основу. Для позначення таких зображень А.М. Берлянтом (1996) уведено у науковий обіг термін "геозображення". Геозображення (geoіmage, georepresentatіon) – будь-яка просторово-часова масштабна генералізована модель земних (планетних) об'єктів чи процесів, яка представлена в графічній образній формі. Розрізняють (Берлянт, Геоіконика, 1996):

· двовимірні плоскі геозображення (2D geoіmages, flat geoіmages), наприклад, карти, плани, електронні карти, aеро- і космічні знімки;

· тривимірні, чи об'ємні геозображення (3D geoіmages, volumetrіc geoіmages), наприклад, стереомоделі, анагліфи, блок-діаграми, картографічні голограми;

· динамічні геозображення (dynamіc geoіmages), тобто анімації, картографічні фільми, мультимедійні карти й атласи.

У зв'язку з тим що карта сама є моделлю будь-якої місцевості, усе частіше виникають думки, що цифрова карта не повинна бути копією паперової карти з її системою умовних знаків (моделлю моделі), а прямо відображати реальну дійсність, використовуючи власний арсенал засобів створення зображення і різноманітних джерел даних. За ступенем ускладнення зв'язків між окремими елементами підсумкової карти і використання спеціальних програмних і технічних засобів створення карт до цього часу склалася така система визначень (Баранов та ін., 1997; Берлянт, 1996).

Цифрова карта (dіgіtal map) – цифрова модель місцевості, створена шляхом цифрування картографічних джерел, фотограметричної обробки даних дистанційного зондування, цифрової реєстрації даних польових зйомок чи іншим способом. Цифрова карта є основою для виготовлення звичайних паперових, комп'ютерних, електронних карт, вона входить до складу картографічних баз даних, є одним із найважливіших елементів інформаційного забезпечення ГІС і може бути результатом функціонування ГІС.

Основними складовими цифрової карти є координатна система і набір елементарних графічних об'єктів, що відображають місце розміщення просторових обрисів відповідних реальних об'єктів чи явищ. У більшості ГІС-пакетів цифрові карти представляються окремим картографічним шаром і містять тільки однотипні об'єкти, а також є основною одиницею збереження даних (файлом чи групою зв'язаних файлів).

Електронна карта (electronіc map) – картографічне зображення, яке візуалізоване на дисплеї (відеоекрані) комп'ютера на основі даних цифрових карт чи баз даних ГІС з використанням програмних і технічних засобів у прийнятій для карт проекції і системі умовних знаків.

Картографічна база даних (cartographіc data base, cartographіc database) – сукупність взаємозалежних картографічних даних з будь-якої предметної (тематичної) області, представлена в цифровій формі (у тому числі у формі інших картографічних баз даних) при дотриманні загальних правил опису, збереження і маніпулювання даними. Картографічна база даних доступна багатьом користувачам, не залежить від характеру прикладних програм і підпорядковується системі керування базами даних (СКБД).

Картографічний банк даних, КБД, (cartographіc data bank, cartographіc databank) – комплекс технічних, програмних, інформаційних і організаційних засобів збереження, обробки і використання цифрових картографічних даних. До складу КБД входять картографічні бази даних з визначених предметних (тематичних) областей, система керування базами даних, а також бібліотеки запитів і прикладних програм. Розрізняють єдиний центральний картографічний банк даних (сentral (centralіzed) cartographіc databank), що містить увесь фонд інформації з даної теми, і розподілений картографічний банк даних (dіstrіbuted cartographіc databank), що являє собою територіально роз'єднану систему регіональних і/чи локальних КБД, об'єднаних у мережу під єдиним керуванням.

За оцінками різних дослідників, інформаційний обсяг різних цифрових карт і геозображень, що зберігаються в пам'яті комп'ютерів в усьому світі, вже в кілька разів перевищує обсяг паперових карт, і розрив постійно збільшується. У зв'язку з цим все частіше виникають думки, що традиційна картографія повинна поступитися місцем новим комплексним дисциплінам – геоінформатиці, геоматиці, геоікониці.

У картовидавничій практиці колишнього СРСР, а згодом – України, методи автоматизованої картографії використовуються більше 20 років, розроблений ряд відомчих стандартів цифрових карт і автоматичних картографічних систем (АКС). У першу чергу ці системи призначені для автоматизації виробництва і збереження номенклатурних листків стандартних топографічних карт різних масштабів. Широко використовуються методи автоматизованого дешифрування космо- і аерофотознімків для відновлення карт і побудови горизонталей рельєфу. У той самий час потреби більшості споживачів картографічної продукції значно випереджають можливості аерогеодезичних підприємств за термінами відновлення топокарт, а також за номенклатурою відображуваних об'єктів. У зв'язку з цим виникла велика кількість відомчих стандартів цифрової картографії, у яких топокарти необхідні тільки для початкової координатної прив'язки.

При складанні багатьох видів відомчих карт, наприклад, земельного кадастру, природоохоронних і надзвичайних ситуацій, використовується інформація з атрибутивних баз даних, даних дистанційного зондування, матеріали польових зйомок і описів. На методики і технології складання карт значно впливають галузеві підходи до виділення і класифікації просторових об'єктів, районування, просторової інтерполяції. Для одержання таких зображень використовуються програмні й апаратні засоби, не передбачені стандартами відомчої картографії. Оскільки такого роду картографування у наш час зазвичай виконується програмними засобами ГІС, у науковій літератури все частіше вживається термін " геоінформаційне картографування " як визначення інтегрального напрямку, що передбачає методи автоматизованого картографування, обробки даних дистанційного зондування, геоінформатики і теоретичних методів системного картографування для визначеної предметної області.

Дата добавления: 2014-11-18