Отличие Яндекс. Карт от Google. Карт.

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

 

на тему «Оформление фрагмента карты города Москвы средствами TileMill для последующей публикации в интернете»

 

 

Руководитель дипломной работы Свеженцев Сергей Александрович

(подпись, Ф.И.О.)

 

Рецензент Свеженцева Капитолина Владимировна

(подпись, Ф.И. О.)

 

Консультант Свеженцева Капитолина Владимировна

(подпись, Ф.И. О.)

 

Студент Диденко Елена Георгиевна

(подпись, Ф.И.О.)

Москва 2016

Содержание

Введение…………………………………………………………………..…3

Глава 1. История картографии……………………………….………….5

Глава 2. Электронные карты……………………………..……………..33

Глава 3. TileMill………………………………………..………………….54

Глава4. Проект…………………………………………..………….…......61

Заключение………………………………………………………………...73

Список литературы…………………………………………………...…..74

Введение

Картография – это наука об исследовании, моделировании и отображении пространственного расположения, сочетания и взаимосвязи объектов и явлений природы и общества. Картография включает технологию и производственную деятельность, если рассматривать её в более широкой трактовке. Земля, небесные тела, звёздное небо и Вселенная - объекты картографии. Наиболее популярными плодами картографии, понятными большинству людей, являются образно-знаковые модели пространства в виде плоских карт, глобусов, рельефных и объёмных карт. Они могут быть представлены на твёрдых, плоских или объёмных материалах, таких, как бумага, пластик, или в виде изображения на видеомониторе.

Следует сказать о составлении и оформлении карт, что является областью картографии, областью технического дизайна, изучающей наиболее адекватные способы отображения картографической информации. Эта область картографии тесно взаимосвязана с психологией восприятия, семиотикой и другими гуманитарными аспектами.
На картах отображается информация, относящаяся к самым различным наукам. Вот почему выделяют также такие разделы картографии, как историческая картография, геологическая картография, экономическая картография, почвоведческая картография и т. д. Эти разделы относятся к картографии лишь как к методу. По содержанию они относятся к соответствующим наукам.
Относительно недавно появилась цифровая (компьютерная) картография, которая занимается компьютерной обработкой картографических данных.

Цифровая картография - не столько самостоятельный раздел картографии, сколько её инструмент, обусловленный современным уровнем развития технологии.

 

Цифровая картография, например, не отменяя способов пересчёта координат при отображении поверхности Земли на плоскости (изучается таким фундаментальным разделом, как математическая картография),

изменила способы визуализации картографических произведений (изучаются разделом «Составление и оформление карт»).

 

Если раньше авторский оригинал карты чертился тушью, то с начала 2009 г. он вычерчивается на экране монитора компьютера. Для этого используют «Автоматизированные картографические системы» (АКС), созданные на базе специального класса программного обеспечения (ПО). Например, GeoMedia, Intergraph MGE, ESRI ArcGIS, EasyTrace и др.

Не следует путать АКС и «Географические информационные системы» (ГИС), т. к. их задачи различны. Однако на практике один и тот же набор ПО является интегрированным пакетом, используемым для построения и АКС, и ГИС (яркие примеры — ArcGIS, GeoMedia и MGE).

 

 

ГЛАВА 1

История картографии

Географическая карта прошла длинный путь развития, начиная с самых примитивных картографических рисунков первобытных лю­дей до печатных современных картографических произведений раз­личного содержания и назначения, построенных на строгой научной основе. Процесс совершенствования карт продолжается и дальше.

Процесс развития и совершенствования карт, прежде всего, оп­ределяют практические потребности людей, изменявшиеся в усло­виях различных общественно-экономических формаций. Вместе с тем на развитие карт влияет и общее состояние научных знаний, уровень техники и культуры общества в целом.

В истории картографии, как и в истории других отраслей знаний, используются свои специфические источники прошлого. Для исто­рии картографии это, прежде всего сохранившиеся картогра­фические произведения, созданные в разные периоды истории, геог­рафические труды и другие письменные источники, свидетельствую­щие о существовавших в прошлом картографических рисунках и кар­тах, не дошедших до нашего времени, способах их создания и при­менения, общем уровне картографических знаний и представлений. Подобные источники обычно хранятся в специальных архивах и му­зеях. В отдельных случаях интересные сведения о картографических изображениях прошлого дают археологические раскопки.

Простейшие картографические рисунки, от­ражавшие представления об обитаемом пространстве, появились в первобытном обществе раньше, чем письменность.

Основанием для такого утверждения служат картографические рисунки, кото­рые ученые обнаруживали у народностей, не знавших письменности и живших в условиях первобытнообщинного строя (эскимосы Се­верной Америки, микронезийцы Океании и др.).

Эти рисунки дела­лись на дереве, коре и других доступных предметах. Они служили для удовлетворения практических потребностей в условиях общего труда людей, в частности для указаний путей кочевок, мест охоты, рыболовства и т. п.

Вместе с тем сохранились картографические рисунки, которые в эпоху первобытного общества были высечены на скалах, стенах пещер. Один из хорошо сохранившихся таких рисунков — это на­скальный рисунок бронзового века (середина II тыс., до н. э.) в Се­верной Италии, на котором изображены ручьи, участки возделанных полей, тропы и некоторые другие объекты.

К числу древнейших при­надлежит также картографический рисунок, выгравированный на серебряной вазе, которая найдена при раскопках одного из курга­нов вблизи г. Майкопа на Северном Кавказе. Археологи относят ва­зу к III тыс. до н.э. Рисунок изображает в перспективе горный хре­бет, с которого берут начало две реки, впадающие в озеро, раститель­ность и животных, распространенных в данной местности. Переход к оседлости, развитие земледелия, ремесел, морепла­вания и другие изменения материальных условий людей вызывали потребность в более точных графических изображениях участков местности. Особая необходимость в этом возникала в тех рабовла­дельческих государствах, где приходилось возводить обширные си­стемы оросительных сооружений, устанавливать и уточнять границы землепользования в условиях большой скученности населения и др. Именно на территории таких государств при раскопках обнаружено немало картографических изображений, выполненных на глиняных плитках.

Древнейшая из сохранившихся карт найдена при раскопках к северу от Вавилона (датируется примерно 2200 г. до н. э.).

На ней изображена река, которая течет в долине, окаймленной горами, и образует при впадении в море дельту. Древние египтяне составля­ли планы местности на папирусе, поэтому их сохранилось до наших
дней очень мало. Среди сохранившихся характерен план золотых копей, относящийся к 1400 г. до н.э.

Научные истоки картографии и географии берут начало в Древней Греции. Этому в значительной мере спо­собствовали расширение колониальных владений и торговли на об­ширном пространстве, походы Александра Македонского (IV в. до н.э.), которые сопровождались крупными географическими открытиями.

Во II в. до н. э. уточнению карт существенно способствовало раз­витие астрономии. Так, один из основоположников астрономии – Гиппарх (II в. до н. э,) предложил карты строить по сети мери­дианов и параллелей, определяя положение пунктов по широте и долготе в градусной мере по данным астрономических наблюдений.

Он же впервые применил и сами термины «географическая широта» и «географическая долгота». Эти термины отразили господствующее в те времена представление о большей вытянутости суши с запада на восток, чем с севера на юг.

Научная картография древнего мира достигла своего расцвета в трудах величайшего греческого математика, астронома, географа и картографа своего времени Клавдия Птолемея (I—II вв. н. э.). В своем главном труде «Руководство по географии» он дал обстоя­тельное описание всех известных тогда проекций карт, в том числе предложенных им конической и псевдоконической проекций.

В том же труде дан систематизированный материал о различных землях и их обитателях, удобный для изображения на картах (с указанием ко­ординат для почти 8000 различных географических объектов). К описанию приложено 27 карт: одна общая мира и 26 частных карт различных частей суши (схематическое изображение общей карты приводится в учебнике и атласе по начальному курсу физической географии).

Птолемей, как и Эратосфен и другие ученые античного времени, географию отождествлял с картографией.

Более того, как видно из его сочинения, главную задачу географии он усматривал именно в картографическом изображении Земли, дающем «возможность обо­зревать всю Землю в одной картине».

Характерной особенностью картографии в Древнем Риме являлось широкое использование карт для удовлетворения чисто практических потребностей. Так как экономическая и политическая жизнь в Римской империи во многом зависела от транспортных связей с удаленными провинциями и соседними с ней стра­нами, возникла потребность в создания особых, дорожных карт, при­способленных для пользования ими в пути.

Из литературных ис­точников той эпохи видно, что карты подобного рода широко при­менялись в Римской империи, проводились с этой целью специаль­ные съемочные работы и описания маршрутов движения. До нашего времени сохранилась лишь копия с одной из таких карт, которая бы­ла найдена в начале XVI в. в Аугсбурге немецким историком Пейтингером и в литературе поэтому упоминается как «Пейтингерова таблица».

Она представляла собой пергаментную полосу шириной примерно 30 см и длиною около 7м. На карте изображена вся им­перия и соседние страны от Британских островов до Индии.

Чтобы удобно было пользоваться такой картой в дорожных условиях, ее составителям пришлось сильно «сжать» изображаемую территорию в общем с севера на юг.

При всей необычности полученного изобра­жения карта обеспечивает довольно подробную и наглядную передачу ее основного, специального содержания (местоположения и типа населенных пунктов, дорог, дорожных станций и расстояний между ними).

Благодаря прочности материала, на котором были вычерчены карты, они сохранились до настоящего времени и содержатся в картохранилищах различных стран.

 

Вместе с тем большие работы выполнялись римскими земле­мерами по съемке местности при организации новых колоний и по­селений, прокладке дорог и т.п. Об этих съемках дают представле­ние сохранившиеся рукописи руководств по землемерии, описываю­щих технику съемок и составления на их основе планов и карт. По­добные съемки можно рассматривать как прообраз будущих геодези­ческих и топографических работ.

Как известно из курсов истории, после падения Римской им­перии рабовладельческий строй в Европе сменился феодальным. Началась новая историческая эпоха — средневековье (средние века), длившаяся с Vв. примерно до середины XVII в. Раннее средне­вековье (V — XIV вв.) в Европе характеризовалось господством церкви.

Основным видом картографических произведений в этот период становятся так называемые монастырские карты, которые состав­лялись в монастырях и служили как иллюстрации к богословским сочинениям. Их авторы монахи не стремились к правильной пере­даче географической действительности.

Основная задача состояла в наглядной передаче на картах религиозных представлений о мире, библейских мифов и легенд. На таких картах обычно в центре по­мещался Иерусалим, на востоке — рай. Шарообразность Земли отвергалась. Земля считалась плоской.

В тот же период средневековья в странах Арабского Востока и в Армении картография и география достигли определенных успехов. Немалую роль в этом сыграли переводы «Руководства по географии» Птолемея. Арабские и армянские ученые составили карты с изображением известных им земель, которые по сравнению с евро­пейскими монастырскими картами отличались несравненно боль­шей реалистичностью и по форме, и по содержанию, К этому периоду следует отнести и успехи в составлении географических описаний и карт в Китае.

 

Подъем в развитии картографии в Европе относится к периоду позднего средневековья, когда возникла большая необходимость в географических картах, отвечающих растущим потребностям и прак­тическим интересам общества.

 

Карты оказались необходимыми, преж­де всего для развития торговли между Востоком и Западом по Средиземноморью и Черному морю. В связи с этим уже в конце XIV в. получили широкое распространение специальные морские карты — портоланы (от итальянского слова «porto» — гавань), слу­жившие для ориентировки при движении по морю.

На этих картах с довольно большой подробностью показывались основные очертания береговой линии морей с выделением замеча­тельных мысов, бухт, прибрежных островов, портов и пр. Для удоб­ства прокладки курса корабля на таких картах вычерчивались специальные сетки компасных линий (с направлениями до 28 рум­бов).

Особенностью портоланов являлось также наличие на них графического (линейного) масштаба, что позволяло не только ориентироваться в пути, но и измерять расстояние.

Позднее, когда европейцы стали отправляться в дальние плавания через океаны, подобные компасные карты, естественно, уже удовлет­ворить не могли. Необходимыми были морские мировые карты. На первых порах, когда еще не были созданы такие карты, мореплава­тели обратились к глобусам, которые с этой целью стали изготовлять­ся в конце XV в.

Один из первых глобусов был создан (в 1492 г.) немецким карто­графом и астрономом М. Бехаймом, на котором использованы ре­зультаты открытий, сделанных к этому времени. Глобусами в тот период пользовались и картографы при составлении карт и разра­ботке проекций.

Большое влияние на развитие картографии оказало изобретение в XV в. гравирования и печатания карт, что существенно снизило их стоимость и сделало возможным более широкое распространение.

До этого карты размножались рукописным путем. Изготовление карт концентрировалось первоначально в городах Северной Италии, позднее — в Нидерландах. В то же время для развития картографии в Европе важное значение имело открытие и перевод на латинский язык «Руководства по географии» Птолемея. Этот труд, впервые изданный в 1477г., быстро приобрел огромный авторитет благодаря богатству и научности описательного и картографического мате­риала. Уже к концу XVI в. число его изданий достигло 40.

Во второй половине XVI в. получают распространение систематические собрания карт, выполненных по аналогии с собранием карт Птолемея в его «Руководстве». Подобное собрание карт в 1570г. издал в Антверпене А. Ортелий (1527—1598 гг.) под название «Обозрение шара земного».

В дальнейшем при переиздании своего труда Ортелий улучшил карты и дополнил новыми, включая также и исторические карты, что оказало большое влияние на развитие исторической географии и картографии.

Особая роль в развитии картографии в XVI в. принадлежа фламандцу Г. Меркатору (1512—1594 гг.). Он разработал несколько картографических проекций, в том числе равноугольную цилиндриче­скую проекцию, удобную для мореплавателей. На основе тщатель­ного анализа и отбора имеющихся в то время картографических материалов Меркатор подготовил большое собрание карт, дав ему название «Атлас», Такое название с тех пор употребляется для всех собраний карт подобного рода.

Атлас Меркатора отличается богатством содержания, внутренним единством, строгостью матема­тической основы, качеством оформления. Полностью атлас (в двух частях) издан в 1595 г. уже после смерти Меркатора.

 

Последующий рост спроса на карты привел к изданию в Нидер­ландах довольно объемистых атласов во многих томах большого формата. Они, помимо карт, включали и обширные тексты географи­ческого и исторического содержания.

В то же время начинают выходить атласы, содержание которых имело определенное специальное назначение. Среди них большое распространение получил двухтомный атлас морских навигационных карт Вагенера, изданный впервые в 1584—1585 гг. Известно 18 из­даний этого атласа на нескольких языках.

В связи с формированием в XVI в. в Европе крупных феодальных государств, охватывавших большие территории, возникла потреб­ность в более подробных картах этих территорий. С указанной целью во второй половине XVI в. и в начале XVII в. были начаты крупномасштабные съемки в ряде стран Европы (первоначально в Баварии).

Эти съемки выполнялись с помощью простейших инструментов — компаса, шнура или мерного колеса. Измерения расстояний и углов поворотов производились только по дорогам (мерным ходам), а все окружающие объекты местности изобража­лись глазомерно. Вполне понятно, что получаемые на основе таких данных карты были весьма схематичны.

Вместе с тем в начале XVII в. были сделаны крупные успехи в практической астрономии и геодезии, что послужило основой даль­нейшего развития картографии. К этому времени относятся изобрете­ния Галилеем астрономической зрительной трубы (1609 г.) — одной из основных частей всех геодезических угломерных и дальномерных приборов.

А в 1616 г. голландский ученый Снеллиус произвел первые градусные измерения на основе изобретенного им способа триангуля­ции. К этому времени была уже изобретена мензула. Все это создавало предпосылки для проведения более точных градусных измерений, создания подробных топографических карт на геодезической основе.

Рис.1. Пример древней карты.

Русская карто­графия имеет свою самобытную историю. Как известно, монголо-татарское иго существенно задержало экономическое и культурное развитие России, что, естественно, отразилось на географической и картографической изученности страны. Положение изменилось лишь в последней четверти XV в., когда образовалось Русское централизованное государство и стала ощущаться острая необходимость в изучении страны и в создании ее подробных карт.

Многочисленные географические описания и карты, или, как их тогда называли, «чертежи», начали создаваться на различные терри­тории государства. Составление таких чертежей поощрялось госу­дарством и осуществлялось силами служилых людей в результате непосредственного ознакомления с местностью. Чертежи сосредото­чивались в соответствующих учреждениях государства (в Разрядном приказе, ведавшем обороной страны, и в Посольском приказе).

 

К сожалению, сами чертежи оказались утраченными, но сохранились их описи, из которых видно, что в XV и XVI вв. в России имелись многочисленные достаточно подробные планы городов и пригранич­ных крепостей, границ с соседними государствами и схематиче­ские карты обширных внутренних районов страны.

Все эти «чертежи» служили затем исходным материалом для составления сводных карт территории России. Есть документальные основания предполагать, что первая сводная карта Русского госу­дарства была составлена еще в начале XVI в. Но основным достиже­нием русской самобытной картографии того времени явился «Вольшой Чертеж всему Московскому государству», который охватывал обширную территорию, простиравшуюся на востоке до р. Оби.

Он был составлен около 1600 г. (вероятно, в 1598 г.) в Разрядном при­казе. По своему содержанию и назначению это была своего рода обзорная стратегическая карта государства. В 1627 г. «Большой Чертеж» был выполнен вновь.

К его второму экземпляру написана «Книга Большому Чертежу», которая представляет собой обстоя­тельное географическое описание государства.

Сам «Большой Чертеж» не сохранился, но «Книга Большому Чертежу» сохранилась в нескольких копиях. Судя по ней, на «Боль­шом Чертеже» подробно изображались населенные пункты, тракты и особенно подробно речная сеть, причем при сопоставлении с совре­менными картами выясняется большая для того времени точность «Большого Чертежа», особенно в центральных частях карты. Окраи­ны изображены с меньшей точностью, особенно только что присоеди­ненная к Русскому государству Западная Сибирь.

«Большой Чертеж» и другие русские картографические материа­лы имели существенное значение для развития картографии в Европе в XVI—XVII вв. Они сделали возможным значительно уточнить изображение Восточной Европы на издаваемых в Европе картах.

Присоединение Сибири, сопровождаемое выдающимися географи­ческими открытиями русских землепроходцев, требовало географического изучения ее территории. В связи с этим сибирским землепроходцам поручалось составлять описания и чертежи посещаемых и осваиваемых ими новых земель. Вместе с тем Русское государство очень нуждалось для управления такой огромной территорией, как Сибирь, в ее подробных сводных картах такого же типа, каким был «Большой Чертеж». Потребность в подобных картах всей Сибири была настолько велика, что их составление предписывалось спе­циальными правительственными указами. С этой целью многочис­ленные описи и чертежи, составляемые землепроходцами, собирались в воеводских канцеляриях крупных сибирских городов того времени (Иркутск, Тобольск и др.).

На основании полученных материалов первую сводную карту всей Сибири составил в 1667 г. тобольский воевода П. Годунов. На этой карте (ориентированной на юг) доволь­но подробно изображена речная сеть с озерами и волоками, соеди­няющими отдельные сибирские реки, по которым шли на восток русские люди, осваивавшие Сибирь. Карта Годунова впервые нагляд­но отразила территорию Русского государства на ее обширном востоке.

Особого внимания заслуживают труды по описанию и картогра­фическому изображению Сибири тобольского уроженца Семена Ульяновича Ремезова. Его труды по своему характеру и содержанию как бы подводят итоговую черту под самобытным развитием всей русской картографии XVI—XVII вв, Среди многочисленных работ Ремезова наиболее известна «Чертежная книга Сибири», закончен­ная им вместе со своими сыновьями к началу 1701 г. Эта «книга» — первый русский географический атлас из 23 карт большого формата, дошедший до нашего времени.

Масштабы на картах не обозначены, но в отдельных их частях указаны расстояния (в верстах или днях пути). Масштабы карт различные, часть из них имеют масштабы, близкие к 1:200 000, 1:250 000, 1:400 000.

В таких масштабах Реме­зов мог дать на картах много мелких подробностей, полезных при непосредственном пользовании картами на местности

Большой интерес представляют и два других сохранившихся сборника карт Ремезова, в которых он поместил, помимо карт, рисун­ки характерных местностей и жителей Сибири и описания к ним.

Карты Ремезова для известных тогда и освоенных районов Сиби­ри и в наши дни поражают обилием и детальностью сведений, особен­но в отношении гидрографической сети, которая при отсутствии картографических сеток служила своего рода основой для построе­ния и сводок карт.

По сравнению с картами, издаваемыми в то время в Западной Европе, карты Ремезова отличались более разно­сторонней характеристикой природных особенностей местности, богатством сведений хозяйственного, этнографического и военно-политического значения. Труды Ремезова явились вершиной раз­вития самобытной русской картографии XVI и XVII вв.

Заключая вопрос о русской картографии XVI и XVII вв., необхо­димо особо отметить ее государственную направленность. Русские карты XVI—XVII вв. являлись с самого начала государственным достоянием и не служили, как это было в тот же период в странах Западной Европы, предметами частной собственности.

Со второй половины XVII в. (в исторической науке отсюда идет отсчет истории нового времени) в Западной Европе получают даль­нейшее развитие капиталистические отношения, экономические свя­зи, колонизация новых открытых территорий, что увеличивало потребность в новых видах карт различных масштабов и назначения, внедрения более точных и надежных методов съемок, построения и использования самих карт.

К числу важных работ, которые начали выполняться уже во второй половине XVII в., относятся градусные измерения во Франции.

Применяя в способе триангуляции более совершенный угломерный прибор, чем Снеллиус, французский ученый Пикар получил довольно точную длину одноградусной дуги меридиана (для Земли в виде шара).

С 1740 г. под руководством астронома Ц. Кассини развернулась большая работа по созданию сети опорных пунктов триангуляции на всю территорию Франции.

На основе построенной сети под руководством Кассини была произведена мензульная съемка в масштабе 1:86400 на всей тер­ритории Франции, которая закончилась в 1789 г. Издание топогра­фической карты на основе этой съемки (382 листа) было завершено полностью лишь в 1815 г.

Использование триангуляции для создания геодезической основы топографических карт существенно увеличило их точность.

Опыт подобного использования триангуляции получил затем широкое распространение в других странах Европы, что в значительной мере определялось возросшей необходимостью в точных топографиче­ских картах для военных целей. Острая потребность в таких картах стала ощущаться уже на рубеже XVIII—XIX вв. в связи с новой системой тактики ведения боевых действий. В начале XIX в. в армиях многих стран Европы были организова­ны специальные военно-топографические подразделения, которые затем приобретали значение государственных картографо-геодезиче­ских служб. В результате их деятельности уже в середине XIX в. ряд европейских стран уже опубликовали топографические карты своих территорий с изображением рельефа способом штрихов.

Дальнейшее повышение требований к топографическим картам и, в частности, необходимость достаточно точного определения по картам углов наклона, абсолютных и относительных высот точек мест­ности привела во второй половине XIX в. к замене штрихового спосо­ба изображения рельефа способом горизонталей (изогипс). Этот способ был известен еще в начале XVIII в. К тому же при передаче рельефа штриховым способом схематические горизонтали проводи­лись как примерные границы для рисовки штрихов.

В качестве самостоятельного способа с точной рисовкой через стандартные сечения горизонтали могли применяться при наличии большого числа данных о высотах точек. Накопление высотных данных на обширные территории происходило во второй половине XIX и в нача­ле XX в. в ходе специальных топографических съемок с помощью новых инструментов для определения высот (кипрегеля при мен­зульной съемке).

В итоге на рубеже XIX и XX вв. на значительные территории в ряде стран Европы, а также и России были созданы обновленные, более точные и крупные по масштабу топографические карты с доста­точно подробной передачей рельефа.

Первая мировая война вызвала резкое увеличение выпуска топографических карт и послужила толчком к внедрению новых методов съемки, в частности и аэро­фотосъемки, позднее приведшей к коренному совершенствованию создания топографических карт.

Хотя топографические карты создавались в первую очередь для военных целей, они, благодаря точности и детальности в изображе­нии местности, находили применение и для гражданских наук. Су­щественное значение имело использование их в качестве основы для пространственной привязки различных полевых исследований, для составления крупномасштабных тематических карт.

В связи с потребностями кораблевождения и обеспечения его безопасности во всех крупных морских государствах (в том числе в России) в XIX в. были созданы специальные гидрографические службы. Их главной задачей было составление навигационных карт для целей мореплавания.

Основное содержание таких карт состоит в показе глубин (способом отметок), разного рода препятст­вий для движения судов, особенностей береговой линии и прибреж­ных объектов, важных для навигации.

Уже к началу XX в. навига­ционные карты имелись на все моря, по которым осуществлялось регулярное движение судов.

Изобретение глубоководного лота сделало возможным измерение и океанических глубин, но из-за труд­ностей промеров число измерений океанических глубин долгое время оставалось недостаточным.

Развитие географической науки и ее отраслей, а также и воз­росшие запросы со стороны практики привели к тому, что в XIX в. стали приобретать все большее значение тематические карты, и в первую очередь карты для передачи физико-географических явлений.

Тематические карты природы появились еще на рубеже XVII и XVIII вв., например карты ветров и магнит­ных склонений английского ученого Э. Галлея, которые были со­ставлены для мореплавателей. Примерно в середине XVIII в. начинают создаваться первые геологические карты, вызванные потреб­ностями горного дела.

Однако в XVII в. тематические карты были очень немногочисленны. В XIX — начале XX в. многие естественные науки завершили этап своего становления, накопили довольно обширный материал, который необходимо было отразить карто­графически, что давало бы возможность осмыслить и уточнить закономерности пространственного размещения и взаимосвязей ис­следуемых явлений. Так, А. Гумбольдт в 1817 г. составил первую кар­ту с изотермами, анализ которых дал ему возможность установить закономерность распределения температур на поверхности Земли. Тем самым было положено начало созданию климатических карт, способствовавших, в свою очередь, возникновению климатологии как самостоятельной отрасли географической науки. Во второй половине XIX в. к широкому использованию темати­ческих карт обратились такие отрасли науки, как геология, геогра­фия почв, океанография, зоогеография, экономическая география, метеорология и др. Эти карты становились эффективным средством для выяснения закономерностей размещения и взаимосвязей ис­следуемых явлений, а также их развития и прогнозирования.

Тем самым обеспечивалось становление картографического метода иссле­дования.

При этом сами тематические карты активно воздействовали на развитие «своих» отраслей науки. Например, синоптическая метеорология могла получить практическое развитие лишь тогда, когда поступающие с метеостанций данные стали показывать на соответствующих синоптических картах в определенные сроки.

В итоге XIX век и начало XX для картографии характеризова­лись широким развитием тематического картографирования, что осуществлялось при тесном взаимном влиянии тематических карт и соответствующих отраслей науки.

В начале XVIII в. русская картография стала по инициативе Петра I на путь энергич­ного научного развития в связи с большими государственными преобразованиями, мерами по расширению промышленности и тор­говли, изучением внутренних районов и расширением территории страны. Осуществление всех этих и других мероприятий вызывало острую потребность в подробных и точных картах.

Решение задачи необходимо было начинать с серьезной под­готовки кадров. По указу Петра I в Москве (1701 г.) была впервые открыта специальная школа, которая стала готовить русских геодезистов (съемщиков); затем их стали готовить в Морской академии в Петербурге.

С 1715 г. силами подготовленных геодези­стов начались полевые съемочные работы, охватившие обширные территории страны. Съемки выполнялись по уездам. От центра уезда во все стороны до его границ прокладывались съемочные ходы, в которых длины сторон измерялись мерной цепью, а углы поворотов — угломерным прибором с диоптрами. При этом определя­лись широты центра уезда и конечных точек ходов на его границах.

В результате были созданы карты («ландкарты») уездов в раз­ных масштабах: от 1:21000 до 1:84000 (в европейской части страны) и ещё мельче (в Сибири), Полученные карты уездов со­средоточивались затем в правительствующем Сенате, где они своди­лись в общую Генеральную карту страны.

Всей работой по карто­графированию страны в то время руководил выдающийся русский картограф и географ XVIII в. Иван Кириллович Кирилов (1695—1737).

На основании всех имеющихся материалов он стремился не только создать сводную карту России, но и подготовить обширный атлас, на картах которого была бы отражена во всем богатстве и полноте его страна, искажаемая и обедняемая на издаваемых за рубежом картах.

В 1734 г. И. К. Кирилов опубликовал «Атлас Всероссийской империи», включающий Генеральную карту страны и 14 карт отдель­ных ее частей. Все карты атласа отличались подробностью содер­жания и хорошим оформлением, особенно Генеральная карта, отразившая быстрый рост географической изученности страны.

После смерти Кирилова картографические работы в стране пере­шли в ведение Географического департамента Академии наук (кото­рая была создана в 1725 г.).

В 1745 г. вышел в свет «Атлас Российской Академии наук», который содержал, наряду с Гене­ральной картой, 13 карт Европейской России и 6 карт Азиатской России. Все карты атласа были построены на математи­ческой основе, по материалам новых съемок страны и географиче­ских описаний.

Большое влияние на развитие картографии оказал гениальный русский ученый М. В. Ломоносов (1711—1765), который возглавлял Географический департамент Академии наук с 1757 г.

Находясь на этом посту, он много сделал для улучшения подготовки кадров геодезистов и картографов, для повышения точности съемочных и картографических работ, организовал сбор различных, в том числе экономических, сведений на местах, что считал важным для своевременного обновления и совершенствования карт.

После смерти М. В. Ломоносова Географический департамент продолжал намеченные им картографические работы.

Академии наук удалось организовать и провести свои знаменитые комплексные экспедиции 1768—1774 гг., во многом подготовленные М. В. Ломо­носовым.

Всего до конца XVIII в., когда Географический департа­мент прекратил свое существование, им было опубликовано свыше 250 карт, обобщивших результаты государственных съемок, академи­ческих экспедиций, морских плаваний и других исследований.

Во второй половине XVIII в. проводилось так называемое ге­неральное межевание, цель которого состояла в том, чтобы упорядочить и закрепить фактические границы землевладений, деревень, уездов и губерний. Оно охватило подавляющую часть Европейской России и продолжалось вплоть до середины XIX в.

Само межевание осуществлялось посредством угломерной съемки (астролябией) с измерением длин мерной цепью. На все обмежеванные земли составлялись планы в масштабе 1:8400, которые затем сводились в планы уездов

Отсутствие опорной сети и схематизм в передаче объектов мест­ности были, конечно, недостатком планов межевания, но благодаря довольно крупному масштабу на целые уезды и губернии они пред­ставляли ценный материал для картографирования в более мелком масштабе. Так, по этим материалам в конце XVIII в. били составле­ны и изданы атласы отдельных губерний и затем сводный атлас 42 губерний с генеральной картой России. В начале XIX в. материа­лы межевания были использованы для составления первой государ­ственной многолистной карты России в масштабе 1:840000. И в настоящее время эти материалы имеют большой исторический интерес.

Как и в странах Западной Европы, в России к концу XVIII в. резко возросла потребность в подробных и точных крупномасштаб­ных картах для военных целей.

Увеличение объема и темпов работ по созданию таких карт вызвало необходимость в организации при Военном министерстве специального учреждения — Депо карт (с 1812 г. Военно-топографическое депо).

С 1816 г. начались работы по проложению триангуляции, а в 1819 г. уже приступили к крупно­масштабным съемкам на полученной геодезической основе.

Среди новых топографических карт, составленных на геодези­ческой основе, выдающееся место занимает трехверстная карта (1:126000) Европейской России, издание которой было начато в середине XIX в. Для этой карты была разработана особая шкала штрихов с целью более объективной передачи равнинного рельефа.

Вместе с тем во второй половине XIX в. на топографических картах (1:21000, 1:42000, 1:84000) для передачи рельефа вместо штри­хов начали применять горизонтали, тогда как на подобных картах западноевропейских государств переход от штрихов к горизонталям был в основном начат лишь после первой мировой войны,

В России, как и в странах Запада, в XIX в. стало приобретать все большее значение тематическое картографирование. Были созданы тематические карты по самым различным отраслям естест­венно-географических знаний. Большое практическое и теоретическое значение имели работы В. В. Докучаева по почвенному карто­графированию на основе разработанной им генетической классифи­кации почв. Крупным событием явилась созданная выдающимся картографом XIX в. Алексеем Андреевичем Тилло гипсометриче­ская карта Европейской России, которая обеспечила правильное представление о строении рельефа этой обширной территории. Много сделал для составления и издания карт экономики и населе­ния России выдающийся географ XIX в. П. П. Семенов-Тян-Шанский.

Развитие картографии в XIX в. в определенной мере было связано и с деятельностью географических обществ, в том числе Русского географического общества, созданного в 1845 г.

Многочисленные экспедиции, организованные им, доставляли богатые картографи­ческие и описательные материалы, которые использовались при со­ставлении различных карт и атласов.

Значительный рост спроса в XIX в. на карты и атласы общего пользования привел к тому, что выпуск таких карт и атласов, в том числе учебных, приобрел коммерческий характер, стал очень вы­годным для частного предпринимательства. Наряду с небольшими картоиздательствами создавались крупные специализированные картоиздательские фирмы.

В России единственным специализиро­ванным предприятием этого рода было картографическое издатель­ство А. Ильина в Петербурге (с 1859 г.), которое, в частности, сыграло положительную роль в обеспечении народного образова­ния страны учебными картами и атласами.

Гринвичский меридиан стал международной точкой отсчета в 1884 году.

В 1900-х годах, карты стали более подробными благодаря улучшениям печати и фотографии, которые сделали производство карт дешевле и проще. Стала возможной аэрофотосъемка, которая позволяла фотографировать большие площади.

Перед советской картографией были поставлены задачи, вклю­чавшие обеспечение картами строительства народного хозяйства, культурно-просветительной работы, нужд обороны страны. Еще в тяжелые годы гражданской войны по инициативе В. И. Ленина был подготовлен и принят декрет (15 марта 1919 г.) об учреждении Высшего геодезического управления, преобразованного в дальней­шем в Главное управление геодезии и картографии (ГУГК) при Совете Министров СССР. Этот декрет предусматривал в первую очередь объединение и согласование картографо-геодезической деятельности всех учреждений республики; изготовление топографи­ческих и других карт, необходимых для народного хозяйства.

Топографическая изученность дореволюционной России была недостаточной и неравномерной.

Подробные и достаточно точные карты имелись лишь на пограничные районы, обширные внутренние районы страны были покрыты мелко- и среднемасштабными и к тому же устаревшими к этому времени картами.

Поэтому в соот­ветствии с ленинским декретом перед советской картографо-топографической службой ставилась сложнейшая задача по съемке и составлению топографических карт на современном уровне на всю территорию страны, что было остро необходимо для разносторон­него исследования и использования природных ресурсов, размеще­ния производства и обороноспособности страны.

В качестве первоочередного мероприятия был осуществлен переход во всех картографо-топографических работах от старых русских мер к метрической системе. С 1923 г. для топографических карт были закреплены стандартные метрические масштабы и связанная с этим система разграфки и номенклатуры листов, принята единая для всех топографических карт проекция, введена система плоских координат и единая система условных знаков. В те же годы усиленно разраба­тываются и внедряются в практику аэрофототопографические методы съемки; с конца 20-х годов начала приме­няться контурно-комбинированная съемка, а с се­редины 30-х стали постепенно внедряться методы стереотопографической съемки.

В предвоенные годы были проведены серьезные исследова­ния по теории картографических проекций, разработаны проекции для карт СССР (Ф. Н. Красовским, В. В. Каврайским и М. Д. Соловьевым), а также завершена большая работа по вычислению земного эллипсоида для территории СССР, названного в честь руководителя работы эллипсоидом Красовского (в 1940 г.).

В те же годы советскими картографами был создан ряд ка­питальных географических атласов СССР и мира, среди которых выделяется Большой Советский атлас мира.

 

 

В предвоенный период много внимания уделялось подготовке высококвалифицированных кадров картографов и геодезистов, в свя­зи с чем, в частности, был создан научно-исследовательский институт геодезии и картографии (ныне ЦНИИГАнК). В этом институте, начиная с 1929 г., ведется специальная разработка вопросов содер­жания и оформления школьных карт и атласов.

В соответствии со специальным постановлением правительства с 1938г. стали издаваться школьные атласы для различных школь­ных курсов географии, а также стенные исторические карты и атласы. Кроме того, были изданы стенные школьные карты для различных частей СССР и ряда зарубежных стран.

Во время Великой Отечественной войны, несмотря на напряженную работу по изготовлению топографических и других нужных фронту карт, не прекращалось издание карт для нужд хозяйства и культурных запросов трудящихся, для школьного образования.

В послевоенный период перед советскими картографами и геодезистами встали новые ответственные задачи. В связи с огромны­ми разрушениями прежде всего необходимо было провести большие работы по обновлению топографических карт, восстановлению геодезической опорной сети в европейской части СССР.

Обширное строительство в нашей стране, развитие новых про­мышленных районов и центров, сельского хозяйства и транспорта требовало периодического обновления и совершенствования карт, создания на наиболее интенсивно развивающиеся районы карт более крупного масштаба.

Огромную роль в ускоренном выполнении всей этой довольно сложной задачи играло применение аэрометодов, более совершённых приборов аэрофотосъемки и обработки ее мате­риалов. В результате уже в середине 50-х годов картографирова­ние в масштабе 1:100000 было завершено на всей территории страны.

 

Одновременно интенсивно развивались съемки в более крупных масштабах.

На основе получаемых крупномасштабных карт созда­вались обзорно-топографические карты (1:200000, 1:500000 и 1:1000000), удовлетворявшие разнообразные требования практики и исследовательских работ. К настоящему времени закончено изготовление топографической карты в масштабе 1:25000 на всю территорию СССР.

Среди общегеографических карт мелкого масштаба, издаваемых в послевоенный период, следует выделить карты справочного Атласа мира (первое издание в 1954 г.), которые характеризуются богатст­вом содержания и совершенством изображения его элементов и их связей. Атлас своими картами как бы свел воедино все топографиче­ские данные о поверхности планеты в мелком масштабе с высоким уровнем применения генерализации.

В послевоенные годы значительные результаты были достигнуты в области тематического картографирования, в том числе по созда­нию многолистных карт государственного значения. К ним относятся: геологические карты масштабов 1:200 000 и 1:1 000 000, почвенная карта масштаба 1:1 000 000. В 1949 г. была издана гипсометриче­ская карта СССР в масштабе 1:2500000 с научно обоснованным изображением рельефа суши и дна морей.

К числу достижений советского тематического картографирования по праву можно отнести издание в 1950—1959 гг. уникальной серии стенных карт СССР в масштабе 1:4000000, специально предназначенных для высшей школы (геологическая, тектониче­ская, геоморфологическая и др.).

Эти карты открыли совершенно новый в картографии тип карт, а качеством генерализации содер­жания и оформления они могли служить образцом для совершенст­вования родственных по тематике карт.

Много сделал для развития тематического экономико-географи­ческого картографирования основатель советской экономической картографии Н. Н. Баранский (1881 - 1963 гг.).

В своих трудах, впервые изданных в конце 30-х годов, он обосновал основные принципы и методы составления и анализа экономических карт, которые используются в наши дни при создании карт и атласов этой тематики.

Среди атласов послевоенного периода с удачным применением принципа комплексного картографирования можно назвать Геогра­фический атлас для учителей средней школы (первое издание в 1954 г.), широко применявшийся и учителями, и студентами географической специальности. Богатством содержания и комплекс­ным подходом к его передаче выделяются такие крупные произ­ведения послевоенной картографии, как трехтомный Морской атлас (1953—1958 гг.), первый том которого был удостоен Госу­дарственной премии I степени, Физико-географический атлас мира (1964 г.), Атлас Антарктики (1966—1969 гг.), трехтомный Атлас океанов (1974—1981 гг.) и др.

Одним из основных и наиболее массовых по тиражированию направлений советской картографии в послевоенный период явилось издание школьных карт и атласов. Уже в первые послевоенные годы вышло огромное количество школьных карт по курсам геогра­фии и истории. Среди первых школьных атласов по географии, изданных в эти годы, следует назвать Атлас по экономической географии СССР (1951 г.), а среди атласов по истории — Атлас истории СССР в трех частях (1943—1950 гг.).

К настоящему времени по всем основным разделам (курсам) школьных программ по географии и истории созданы атласы и стенные карты, которые периодически переиздаются с необходимыми исправлениями. Современные школьные карты и атласы в научно-методическом и оформительском отношении стоят на более высоком уровне, чем однотипные карты и атласы, издававшиеся в довоенные годы. Так, большим достижением является издание стенных карт сериями с безусловным соблюдением единства математической основы, приемов генерализации и оформления.

 

Работа по совершенствованию и созданию школьных карт и атласов осуществляется специалистами-картографами с широким привлечением опытных школьных методистов и учителей. При этом каждый учитель может высказать свое мнение об использован­ной им карте, направив его в адрес изготовителя (указан на самой карте или обложке атласа) или в редакцию журнала «География в школе».

Актуальной задачей картографии становится обеспечение карта­ми быстро развивающихся видов массового туризма.

В развитии картографии в период между мировыми войнами заслуживают внимания издание в ряде стран своих национальных комплексных атласов, а также усиление работы над Международной картой.

После второй мировой войны в ряде стран Европы и Азии карто­графическая деятельность приобрела новое качественное значение. Если раньше все картографо-геодезические работы выполнялись преимущественно военными ведомствами и в их интересах, то теперь многие виды работ передавались в ведение гражданских карто­графических учреждений.

Крупные картографические произведения выполняются совместными усилиями производственных и научных учреждений при широком привлечении ведущих ученых. Это прежде всего относится к созданию национальных атласов Болгарии, Венг­рии и других стран.

В связи с необходимостью более полного использования при­родных ресурсов и производительных сил во многих странах мира все большее значение приобретает тематическое и комплексное картографирование. Все более острой проблемой становится изучение ресурсов Мирового океана и мер борьбы с загрязнением природной среды, что требует обстоятельного картографирования соответ­ствующих явлений.

В этих условиях усиливается интерес к раз­витию работ над комплексными атласами отдельных стран и регио­нов, созданию тематических карт по размещению отдельных важных природных ресурсов.

Настоятельная потребность в разностороннем картографическом изучении своих территорий возникла во многих развивающихся странах. Здесь создаются свои национальные картографо-геодези­ческие службы, проводятся топографические съемки, большое внимание уделяется созданию национальных и региональных атласов.

В условиях научно-технического прогресса и активизации карто­графической деятельности в разных странах большое значение при­обретает развитие международных связей по картографии, которые в 1961 г. привели к организации Международной картографиче­ской ассоциации (МКА). Эта ассоциация основное внимание уделяет сотрудничеству по таким важным проблемам, как картографиче­ское образование, тематическое картографирование, автоматизация в картографии и др. В 1965 г. был организован Национальный совет картографов СССР, который вступил в МКА; председателем МКА был в течение ряда лет советский ученый К. А. Салищев.

Касаясь перспектив развития картографии, необходимо в первую очередь указать на дальнейшее эффективное развитие тематиче­ского картографирования. В этом отношении характерно развитие картографирования Мирового океана.

Если ранее Мировой океан исследовался преимущественно для обеспечения судоходства и от­части для рыболовства, теперь человечество видит в нем огромней­ший источник разнообразных ценных ресурсов, что требует их всестороннего картографического изображения.

Это, прежде всего, предполагает создание обстоятельных карт рельефа и геологического строения ложа океанов, состава и распространения органического мира, минеральных и энергетических ресурсов и др. Особенно пер­спективно картографирование естественных богатств шельфов, что вызвано быстро развивающейся эксплуатацией этих богатств.

Усиливается потребность в подробных картах естественных ресурсов на территории страны и рационального использования в различных отраслях народного хозяйства, в том числе обслужи­вания населения.

В связи с возрастающей урбанизацией и пробле­мами переустройства городов возникает необходимость в развитии специфического городского картографирования.

Вместе с тем про­блема рационального использования природной среды выявила потребность в разработке нового типа тематических карт — для охраны и контроля природной среды.

Кроме того, благодаря развитию космической техники открывает­ся — картографирование других планет Солнеч­ной системы, причем для поверхности Луны и других планет уже созданы карты (селенографические) различных масштабов.

Большое значение имеет улучшение качества содержания и оформления школьных карт и атласов. Внимание при этом направ­ляется на совершенствование не просто отдельных карт, а всей системы школьных картографических пособий в целом, что в итоге обеспечит необходимый систематический подход к их созданию и применению

Наряду с совершенствованием собственно карт все более энергично внедряются в учебный процесс космические фотоизображе­ния тех же территорий (в виде фотосхем, космофотокарт и др.), Сов­местное использование картографических и фотокосмических изобра­жений, с одной стороны, облегчает учащимся уяснение специфики самих карт, а с другой стороны, обеспечит более полное и объективное восприятие географической действительности.

С середины 1990-х годов, использование компьютеров в картографировании, помогло хранить, сортировать и упорядочивать данные для составления карт в целях создания картографических проекций. В области картографии постоянно совершенствовались технологии изготовления карт. Первые карты были сделаны вручную с помощью кистей и пергамента и, следовательно, были разнообразны по качеству, а также ограниченными в распространении.

 

Появление компаса, типографии, телескопа, секстанта, квадранта и нониуса позволило создавать более точные карты и дало возможность делать точные репродукции.

Достижения в фотохимической технологии, такие как литографические и фотохимические процессы, позволили создавать не искажающие форму карты, которые содержали мелкие детали и были устойчивыми к влаге и износу. Это также устраняет необходимость гравировки, что позволило ещё больше сократить время необходимое для воспроизведения карты. В середине и конце XX века достижения в области электронных технологий привели к новой революции в области картографии.

Особенно такие устройства как, плоттеры, принтеры, сканеры, аналитические стерео плоттеры, которые наряду с визуализацией, обработкой изображений, пространственным анализом и управлением базами данных, сделали производство карт более простым, в частности, позволили производить карты, с различными характеристиками, без необходимости гравировки новой печатной пластинки.

Русской картографии с момента ее зарождения были свойственны две замечательные черты: реальный, "полевой" характер исходных материалов и государственная направленность картографической деятельности. Современный этап развития картографии характеризуется большим спросом и соответственно большим объемом работ по созданию электронных (цифровых) карт.

Глава 2

Электронные карты

В общем плане под электронной картой - ЭК (electronic chart - ЕС) - понимается изображение определенного района Земли в условном виде на экране дисплея или набор данных для построения этого изображения.

При рассмотрении вопросов использования ЭК применяется их классификация по различным признакам.

В зависимости от полноты информации, представляемой на карте, ЭК разделяют на полномерные и упрощенные (стилизованные). По нагрузке полномерные навигационные ЭК равноценны официальным бумажным навигационным картам и содержат всю картографическую информацию, необходимую для безопасного и эффективного судовождения.

Для использования полномерных карт требуются обладающие широкими возможностями средства хранения и отображения информации, которыми ряд автоматизированных навигационных систем не обладает. В таких системах могут использоваться ЭК в упрощенном виде, который позволяет реализовывать имеемая аппаратура. Схематическое изображение на экране дисплея местности в определенной проекции, не эквивалентное бумажной навигационной карте и не удовлетворяющее требованиям к безопасности мореплавания, обычно называется упрощенной (стилизованной) электронной картой.

Упрощенные ЭК получаются самыми разными способами. Для ввода с бумажных карт в память ЭВМ данных для стилизованных карт в ряде автоматизированных навигационных систем используются специальные кодирующие планшеты - дигитайзеры (chart digitizer).

В зависимости от метода цифрового представления информации карты ЭК делят на растровые и векторные.

В растровых картах (Rastr electronic navigational chart - RNC) используется метод цифрового представления изображения карты в виде матрицы точек (пикселей). При таком представлении карты сведений об отдельных картографических объектах в памяти нет.

Исходной для получения данных растровых карт служит информация официальных бумажных карт. Растровые карты получаются сканированием основы и раздельно цветного изображения бумажных карт. За основу растровых ЭК приняты печатные платы для обычных бумажных карт. Снятая с основы карта является копией бумажной. Сканерная технология производства растровых карт обеспечила в начале 90-х годов быстрое производство мировой коллекции этих карт.

В векторных ЭК (Vector electronic navigational chart -VENC) применяется метод цифрового представления элементов карты с помощью точек, линий, контуров, заданных своими координатами и соответствующим кодом. При таком методе представления информация карты хранится в памяти в виде последовательности записей, характеризующих каждый имеемый на карте картографический объект. Картографическим объектом (КО) называется реальный объект или явление, изображаемое на карте в условном виде; или описание или группа описаний картографических характеристик реального объекта или явления в цифровом виде для отображения его на ЭК.

Все объекты векторной электронной карты обычно распределяются по определенным тематическим уровням, называемых слоями карты. Такими слоями, например, могут быть: навигационные средства, глубины, качество данных, характеристики и т.д. Разделение нагрузки карты на слои позволяет системе, отображающей ЭК, управлять видимостью этих слоев.

Количество информационных слоев векторной ЭК может быть различным. Требуется их иметь, по крайней мере, три: базовая информация, дополнение базовой информации до стандартной, вся другая информация. Выделение таких слоев позволяет определить три вида нагрузки карты: базовую, стандартную и полную.

Изображение векторной карты получается путем преобразования цифровых данных картографических объектов в графическое изображение карты. Построение элементов карты производится с помощью точек, прямых линий (векторов), ломаных линий и контуров по координатам точек, представляющих метрику картографических объектов.

Векторные ЭК до недавнего времени создавались в основном путем съема их цифровых данных с бумажных карт с помощью дигитайзерных технологий. В этих технологиях значительное место занимает ручной труд, что приводило к существенным затратам времени на производство векторных карт. В результате долгое время не было полной коллекции векторных карт на весь Мировой океан.

В настоящее время для производства векторных карт созданы современные автоматические сканерные технологии, выполняющие «векторизацию» бумажной карты в требуемом формате и контроль качества получаемых данных. В результате скорость создания векторных электронных карт значительно увеличилась.

Кроме официальных бумажных карт, исходной информацией для образования данных векторных ЭК могут служить непосредственно данные геодезической съемки местности, а также результаты аэро и космической фотометрической съемки районов Земли. Это имеет большое значение по следующим причинам:

- Обеспечивается более высокая точность данных карты, так как исходные данные свободны от погрешностей графического их представления на бумажной карте.

- Электронные карты могут создаваться по результатам новых высокоточных съемок местности, не ожидая, когда будут получены по этим результатам бумажные карты.

Дело в том, что съемка многих районов Земли выполнена давно и ее точность не отвечает современным требованиям. Это обстоятельство снижает эффективность спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС и, соответственно, систем с ЭК. Поэтому в настоящее время производятся обширные работы по уточнению положения картографических объектов в системе WGS84 для многих районов Земли. Эта работа рассчитана на несколько лет. Получаемые при выполнении этой работы результаты могут непосредственно использоваться для создания новых высокоточных ЭК.

В зависимости от юридического статуса ЭК подразделяются на официальные и неофициальные карты. Официальными считаются ЭК, выпускаемые государственными гидрографическими организациями.

Все другие ЭК относятся к неофициальным картам. Официальные векторные карты, например, создаются Главным управлением навигации и океанографии (ГУНиО) России.

Официальные растровые электронные карты (RNC) производятся, например, специальной службой Британского Адмиралтейства (ARCS -Admiralty Raster Chart Strvice), гидрографической службой США (NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration).

В зависимости от вида навигационной системы, в которой ЭК представляются, электронные карты делятся на ecdis-карты и ecs-карты. Ecdis-карты - это официальные векторные электронные навигационные карты, данные которых стандартизованны по содержанию, структуре, действующему формату обмена картографической информацией и полностью удовлетворяют специальным требованиям ИМО и МГО. Они выпускаются для использования с ECDIS. Ecdis-карты в документах ИМО названы Electronic navigational charts - ENC. В основу использования ecdis-карт в судовождении положены следующие принципы:

- точность и полнота ЭК должна быть не ниже бумажных навигационных карт;

- Данные карты и корректуры к ней должны быть представлены в официально принятых ШО стандартных форматах;

- Государственные гидрографические службы должны нести полную ответственность за содержание ЭК и корректур к ним;

- Данные карт и официальных корректур должны храниться в памяти системы в неизменяемом виде;

- размножение, регистрация и распространение ЭК должны соответствовать международным правилам распространения программного обеспечения.

 

Географическая информационная система или геоинформационная система (ГИС) - это информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, анализ и отображение пространственных данных и связанных с ними непространственных, а также получение на их основе информации и знаний о географическом пространстве.

Считается, что географические или пространственные данные составляют более половины объема всей циркулирующей информации, используемой организациями, занимающимися разными видами деятельности, в которых необходим учет пространственного размещения объектов. ГИС ориентирована на обеспечение возможности принятия оптимальных управленческих решений на основе анализа пространственных данных.

Ключевыми словами в определении ГИС являются - анализ пространственных данных или пространственный анализ. ГИС может ответить на следующие вопросы:

Что находится в заданной области?

Где находится область, удовлетворяющая заданному набору условий?

Современные ГИС расширили использование карт за счет хранения графических данных в виде отдельных тематических слоев, а качественных и количественных характеристик составляющих их объектов в виде баз данных. Такая организация данных при наличии гибких механизмов управления ими, обеспечивает принципиально новые аналитические возможности.

 

Конкретизируя термины "данные", "информация", "знания", применительно к оперированию ими в информационной системе, можно отметить, что, имея много общего, эти понятия различаются по своей сути.

Под данными понимается совокупность фактов, известных об объектах, либо результаты измерения этих объектов. Данные, используемые в ГИС, отличаются высокой степенью формализации. Данные - это как бы строительный элемент в процессе создания информации, поскольку она получается в процессе обработки данных.

Применительно к ГИС под информацией понимается совокупность сведений, определяющих меру наших знаний об объекте.

В таком контексте знания можно рассматривать как результат интерпретации информации. Наиболее общее определение: знание - результат познания действительности, получивший подтверждение в практике. Научное знание отличается своей систематичностью, обоснованностью и высокой степенью структуризации.

Информационные системы можно рассматривать как эффективный инструмент получения знаний.

Различия между терминами «данные», «информация» и «знания» прослеживаются в истории развития технических систем, так вначале появились банки данных, позднее информационные системы, затем появились системы, основанные на знаниях - интеллектуальные системы (экспертные системы).

В настоящее время на рынке программных продуктов представлено несколько видов систем, работающих с пространственно распределенной информацией, к ним в частности, относятся системы автоматизированного проектирования, автоматизированного картографирования и ГИС. ГИС по сравнению с другими автоматизированными системами обладают развитыми средствами анализа пространственных данных.

 

Большинство современных ГИС осуществляют комплексную обработку информации, используя ниже приведенные функции:

- Ввод и редактирование данных;

- Поддержка моделей пр