Географические основы геоинформационной картографии
Наследуя структуру традиционного географического картографироваия, ГК включает отраслевое и комплексное, аналитическое и синтетическое направления. В соотвествии с классификациями, принятыми в картографии, в ГК выделяют виды и типы картографирования. Его можно разделять по пространственному охвату, масштабу, назначению, степени синтеза и иным основаниям.
При постоянно наблюдаемых проявлениях стремительного прогресса программно-аппратного и информационного обеспечения ГК, сравнительной простоты и распространенности компьютерного картографирования, доступности для пользователей, не имеющих достаточной географо-картографической подготовки, все боее очевидной становится необходимость содержательного географического обоснования.
Традиции отечественной школы атласного картографирования - опыт комплексных географических исследований и системного тематического картографирования - служат основанием при разработке проблем ГК. Геоинформационное картографирование возникло и развивается как прямое продолжение комплексного, синтетического - системного картографирования в новой геоинформационной среде.
Комплексные географические исследования всегда предусматривали изучение генезиса, состояния и тенденции развития геосистем. В разных отраслях географии накоплен обширный арсенал методов изучения конкретных объектов и процессов. Многие из них реализуемы с помощью ГИС-технологий. Это методы географического моделирования геосистем и их компонентов, районирования, классификации, структурного и типологического анализа выявления корреляционных взаимосвязей, ведущих факторов размещения и развития объектов и процессов.
Основанные на принципах географической интерполяции и экстраполяции, такие методы позволяют продолжать выявленные закономерности в будущее время и на неизученные объекты, способствуют решению в ГК задач географического прогноза и мониторинга. Приемы ключевых исследований, детальных в пределах эталонных участков обеспечиваю возможность автоматического выполнения контролируемой классификации и распознавания объектов. Их достоверность находится в прямой зависимости от географической репрезентативности выбранных ключей.
При проектировании и создании баз данных геометрическое согласование по проекциям и масштабу - достаточно легко решаемая задач, тогда как увязка тематического содержания разных слоев в процессе картографирования - узловая и достаточно сложная проблема.
С географическим обоснованием и выполнением согласования карт при ГК непрерывно связан выбор основы и базовой карты, которые служат каркасом для географической привязки и координирования всех данных, вводимых в ГИС.
В зависимости от тематики о проблемной ориентации ГК в качестве базовых могут быть избраны следующие основы:
- карты административно-территориального деления;
- топографические и общегеографичекие карты;
- кадастровые планы и карты;
- фотокарты, ортофотопланы местности;
- ландшафтные карты;
- карты природного районирования и схемы природных контуров;
- карты использования земель.
Возможности комбинации этих основ, например, сочетание ландшафтных карт с топографическими, где рельеф предан горизонталями или фотокарт с картами использования земель и т.д.
Структура системы геоинформационного картографирования
На разработку структуры и создание автоматизированных картографических систем (АКС) с конца 70-х гг. были направлены значительные усилия картографов, математиков, программистов, специалистов по электронной технике. Считалось, что решение технических проблем позволит решить все задачи автоматизации и картографии. И действительно, мониторы и другие устройства графического ввода-вывода, постоянно развиваясь в достижения графического совершенства, оказали существенное влияние на развитие АКС и ГИС и далее - систем геоинформационного картографирования.
По составу компьютерных средств современные системы геоинформационного картографирования практически ничем не отличаются от ГИС, которые по техническому определению являются системами, состоящие из подсистем ввода, хранения, обработки и вывода информации. Набор их технических и программных средств основном сформировался.
В системе ГК база данных должна быть преимущественно картографической специализации, представляющей собой упорядоченное множество взаимосвязанных цифровых карт в составе системы геоинформационного картографирования.
Цифровая карта - цифровая модель карты, созданных путем цифрования картографических источников, фотограмметрической обработки данных дистанционного зондирования, цифровой регистрации данных полевых съемок или иным способом в отличии от цифровых пространственных данных в ГИС и цифровых моделях местности.
Цифровые карты содержат не атрибуты моделируемых ими объектов реальности, а свойства картографических знаков, выражающих эти атрибуты графически. Основное назначение цифровых карт - компьютерное картографирование(изготовление бумажных карт).
Картографическая база данных - совокупность взаимосвязанных картографических данных. Они формируются для каждой предметной области исследования, для которой создаются или создавались ранее цифровые карты, образуя в совокупности картографический банк данных.
Картографический банк данных - это информационная система централизованного хранения и коллективного использования картографической информации, которая содержит совокупность картографических баз данных, СУБД и комплекс прикладных программ.
Процесс создания карт в ГИС намного более гибок, чем в традиционных методах ручного или автоматического картографирования. Он начинается с создания картографической базы данных, к достоинствам которых можно отнести следующие свойства:
- непрерывность (без деления на отдельные листы и регионы как карты);
- возможность создания карт (в электронной или бумажной форме) на любую территорию, задаваемого масштаба, с нужной нагрузкой, с ее отображением требуемыми символами.
- легкость пополнения новыми данными (например, из других баз данных), а имеющиеся в ней данные можно корректировать по мере необходимости;
- быстрое копирование данных и их пересылка по локальным и глобальным сетям.
Другое отличие системы ГК и ГИС заложено в блоке обработки информации - наборе программных функций. В системе ГК программные функции обеспечивают автоматизированное создание карт и их воспроизведение в бумажной форме, но могут не обладать развитыми возможностями пространственного анализа и моделирования, необходимого для ГИС. Современная тенденция проявляется в использовании в обеих системах одних и тех же программных комплексов - ГИС-пакетов, а также распространенных графических пакетов программ, что снимает необходимость создания специализированных систем ГК. Чаще это понятие применяют, когда хотят подчеркнуть основную задачу - создание компьютерной карты в традиционном виде в наличие устройств вывода такой карты.
Для систем геоинформационного картографирования важны требования важны требования к подсистеме графического вывода. Они должны выбираться с учетом: возможности работы с большими изображениями, качества цветопередачи, отсутствия геометрических искажений, визуального качества создаваемых карт и т.п.
