Digitaalsed kaardid on inimesele vahetult tajutavad elektrooniliste kaartide (videoekraanidel) ja arvutikaartide (kindlal alusel) visualiseerimisel ning neid saab kasutada infoallikana masinarvutustes ilma pildi kujul visualiseerimiseta.

Digitaalsed kaardid on aluseks tavaliste paber- ja arvutikaartide valmistamisel tahkel aluspinnal.

Loomine

Digitaalkaardid luuakse järgmistel viisidel või nende kombinatsioonil (tegelikult ruumiandmete kogumise meetodid):

Traditsiooniliste analoogkartograafiatoodete (näiteks paberkaartide) digiteerimine (digiteerimine);

kaugseireandmete fotogrammeetriline töötlemine;

Välimõõdistus (näiteks geodeetiline tahheomeetriline uuring või globaalsete satelliitpositsioneerimissüsteemide seadmete abil teostatav mõõdistus);

· väliuuringute ja muude meetodite andmete kaameraline töötlemine.

Säilitamis- ja edastamisviisid

Kuna ruumi kirjeldavad mudelid (digitaalkaardid) on väga ebatriviaalsed (erinevalt nt rasterpiltidest), kasutatakse nende salvestamiseks sageli spetsiaalseid andmebaase (DB, vt ruumiandmebaas), mitte antud formaadis üksikuid faile.

Digikaartide vahetamiseks erinevate infosüsteemide vahel kasutatakse spetsiaalseid vahetusformaate. Need võivad olla kas mõne tarkvara (tarkvara) tootja (näiteks DXF, MIF, SHP jne) populaarsed vormingud, millest on saanud de facto standard, või rahvusvahelised standardid (näiteks selline Open Geospatial Consortiumi standard). (OGC) nagu GML).

Kartograafia

Kartograafia (kreeka keelest χάρτης – papüüruspaber ja γράφειν – joonistama) on teadus, mis uurib, modelleerib ja näitab objektide, loodusnähtuste ja ühiskonna ruumilist paigutust, kombinatsiooni ja omavahelisi seoseid. Laiemas tõlgenduses hõlmab kartograafia tehnoloogiat ja tootmistegevust.

Kartograafia objektideks on Maa, taevakehad, tähistaevas ja Universum. Kartograafia populaarseimad viljad on kujundlikud märgilised ruumimudelid: lamedate kaartide, reljeefsete ja mahuliste kaartide, gloobuste kujul. Neid saab esitada tahketel, tasastel või mahukatel materjalidel (paber, plastik) või pildina videomonitoril.

Kartograafia lõigud

Matemaatiline kartograafia

Matemaatiline kartograafia uurib viise, kuidas Maa pinda tasapinnal kuvada. Kuna Maa pinnal (ligikaudu sfäärilisel, mida sageli kirjeldatakse maakera mõistega) on teatud kumerus, mis ei võrdu lõpmatusega, ei saa seda kuvada tasapinnal, kus kõik ruumilised suhted on samaaegselt säilinud: nurgad. suundade, vahemaade ja alade vahel. Saate salvestada ainult osa neist suhetest. Oluline mõiste matemaatilises kartograafias on kartograafiline projektsioon, funktsioon, mis määrab punkti sfääriliste koordinaatide (st maakera sferoidi koordinaatide, väljendatuna nurgamõõtudes) teisendamise tasapinnalisteks ristkülikukujulisteks koordinaatideks ühes või teises kartograafilises projektsioonis. teisisõnu kaardileheks, mille saab laua pinnale teie ette laotada). Teine oluline matemaatilise kartograafia haru on kartomeetria, mis võimaldab kaardiandmete abil mõõta vahemaid, nurki ja pindalasid Maa reaalsel pinnal.

Kaartide koostamine ja kujundamine

Kaartide koostamine ja kujundamine on kartograafia, tehnilise projekteerimise valdkond, mis uurib kõige adekvaatsemaid kartograafilise teabe kuvamise viise. See kartograafia valdkond on tihedalt seotud tajupsühholoogia, semiootika ja sarnaste humanitaaraspektidega.

Kuna kaartidel kuvatakse väga erinevate teadustega seotud teavet, siis on olemas ka sellised kartograafia osad nagu ajalooline kartograafia, geoloogiline kartograafia, majanduskartograafia, pinnasekartograafia jt. Need osad puudutavad kartograafiat kui meetodit, sisult vastavaid teadusi.

Digitaalne kartograafia

Digitaalne (arvuti)kartograafia ei ole tehnoloogia praeguse arengutaseme tõttu mitte niivõrd iseseisev kartograafia osa, kuivõrd selle tööriist. Näiteks ilma Maa pinna tasapinnal kuvamisel koordinaatide ümberarvutamise meetodeid tühistamata (seda uuritakse sellises fundamentaalses osas nagu matemaatiline kartograafia), on digitaalkartograafia muutnud kartograafiliste tööde visualiseerimise viise (seda uuritakse jaotises " Kaartide koostamine ja kujundamine").

Seega, kui varem oli autori originaalkaart tindiga joonistatud, siis tänapäeval joonistatakse see arvutimonitori ekraanile. Selleks kasutage spetsiaalse tarkvaraklassi (SW) baasil loodud automatiseeritud kartograafiasüsteeme (ACS). Näiteks GeoMedia, Intergraph MGE, ESRI ArcGIS, EasyTrace, Panorama, Mapinfo jne.

Samal ajal ei tohiks ACS-i ja geograafilisi infosüsteeme (GIS) segi ajada, kuna nende ülesanded on erinevad. Praktikas on aga sama tarkvarakomplekt integreeritud pakett, mida kasutatakse nii ACN-i kui ka GIS-i ehitamiseks (erksad näited on ArcGIS, GeoMedia ja MGE).

Põldude elektrooniliste kaartide (kontuuride) koostamine.

Põllumajandusettevõtte tõhusaks juhtimiseks ei ole üleliigne täpselt teada, mis pindala teil on. Ei ole harvad juhud, kus talude juhid ja agronoomid teavad oma põldude suurust vaid umbkaudselt, mis mõjutab negatiivselt vajalike väetiste ja saagikuse arvutamise täpsust. GPS-vastuvõtja, põlluarvuti ja spetsiaalse tarkvara (tarkvara) abil saate põldude elektroonilised kaardid (kontuurid) sentimeetri täpsusega!

Ressursisäästlikud tehnoloogiad, sealhulgas täppispõllumajandus, hõlmavad elektrooniliste põllukaartidega töötamist. See on geoinfobaas, mille alusel tehakse peaaegu kõiki täppisviljeluse agrotehnilisi toiminguid. Näiteks täppisviljeluse üks keerukamaid agrotehnilisi toiminguid - mineraalväetiste diferentseeritud laotamine põhineb toitainete (N, P, K, Huumus, ph) leviku kaartidel üle põllu. Selleks viiakse läbi ka põllumaade agrokeemiline uuring.

Kuid isegi kui elektroonilisi põllukaarte täppisviljeluse tehnoloogiate edasiseks rakendamiseks ei kasutata, on selliste kaartide loomise eelised ilmsed. Teades oma põldude täpseid pindalasid ja nendevahelisi kaugusi, saate tõhusamalt ja ratsionaalsemalt:

1. Arvutage välja vajalike väetiste ja agrokemikaalide ning seemnematerjali kogus

2. Arvestage saadud saagisega

3. Arvutage kavandatav kütuse ja määrdeainete kulu

4. Pidage iga põllukultuuri kohta suure täpsusega iga-aastast arvestust külvipindade kohta

5. Hoidke põldude ajalugu (viljavaheldused)

6. Vajadusel koostage suure täpsusega visuaalsed aruanded (kaarditrükk)

Põllukontuuride loomine toimub GPS-vastuvõtja, põlluarvuti ja tarkvara abil, mis on ühendatud ühtseks tarkvara- ja riistvarakompleksiks. Režiimis "hulknurk" on vaja põldu mööda selle piiri mööda minna või sellest mööda minna ja saadud kontuur salvestada. Salvestamisel saab määrata välja nime ja muid vajalikke atribuute ja märkmeid. Pärast kontuuri salvestamist saame teada põllu täpse pindala.

Tarkvara võimaldab rakendada ka muud geoinfot: jooni ja punkte. Joone saab juhtida põllul tööalade märgistamisel. Näiteks kui teil on eelmise aasta põldude elektroonilised kaardid juba olemas ja teil on vaja sel aastal ainult põllukultuuride paigutust põldudele fikseerida, siis pole põlde uuesti piirjooni vaja teha. Põllukultuuride vahele on vaja tõmmata ainult piirjooned ja siis ainult siis, kui samal põllul kasvatatakse kahte või enamat kultuuri.
Punkte kasutatakse väljaobjektide (nt sambad, suured kivid jne) kaardistamiseks.

Kogu tarkvara- ja riistvarakompleksist saadud geoinformatsioon tuleb edasiseks analüüsiks ja arvutustes ning juhtimisotsuste tegemisel kasutamiseks üle kanda statsionaarsesse arvutisse. Statsionaarsesse arvutisse tuleb paigaldada ka geoinfotarkvara (GIS), mis võimaldab väljadele laekuva infoga korrektselt töötada. Nendel eesmärkidel soovitame kasutada MapInfo © programmi.

Põhimõtteliselt saab kasutada mis tahes GIS-süsteemi, mis töötab .SHP (Shape) formaadiga. Peaaegu kõik GIS-süsteemid võivad selle vorminguga korralikult töötada. MapInfo © on aga meie arvates parim valik pindala ja põllu ajaloo arvestamiseks. kaardiinfos. Saate luua temaatilisi kaarte, kanda oma põldude kontuure nii satelliit- ja aerofotodele kui ka digiteeritud topograafilistele kaartidele. Ka MapInfos on käepärane tööriist vahemaade mõõtmiseks (näiteks kauguse mõõtmiseks garaažist põlluni).

8.1. Kursuse "Digitaalne kartograafia" olemus ja eesmärgid

Kursus "Digitaalne kartograafia" on kartograafia lahutamatu osa. Ta uurib ja arendab digitaalsete ja elektrooniliste kaartide loomise teooriat ja meetodeid ning kartograafilise töö automatiseerimist.

Nüüd on kartograafia liikunud uuele kvalitatiivsele tasemele. Seoses arvutistamise arenguga on paljud kaartide loomise protsessid täielikult muutunud. Ilmunud on uued kaardistamise meetodid, tehnoloogiad ja suunad. Eraldi on võimalik välja tuua erinevaid valdkondi, millega kartograafia tänapäeval tegeleb: digitaalne kaardistamine, kolmemõõtmeline modelleerimine, arvutiavaldamise süsteemid jne. Sellega seoses on ilmunud uued kartograafiatööd: digitaalsed, (elektroonilised ja virtuaalsed) kaardid, animatsioonid, kolmemõõtmelised kartograafilised mudelid, maastiku digitaalsed mudelid. Lisaks arvutikaartide loomisele on ülesandeks digitaalse kartograafilise teabe andmebaaside moodustamine ja haldamine.

Digikaardid on traditsioonilistest kaartidest lahutamatud. Sajandite jooksul kogunenud kartograafia teoreetilised alused on jäänud samaks, muutunud on vaid kaartide loomise tehnilised vahendid. Arvutitehnoloogia kasutamine on toonud kaasa olulisi muutusi kartograafiliste teoste loomise tehnoloogias. Graafiliste tööde teostamise tehnoloogia on oluliselt lihtsustatud: kadunud on töömahukas joonistamine, graveerimine ja muu käsitsitöö. Selle tulemusena jäid kasutusest kõik traditsioonilised joonistusmaterjalid ja tarvikud. Tarkvara tundev kartograaf suudab kiiresti ja tõhusalt teha keerukaid kartograafilisi töid. Samuti on palju võimalusi teha väga kõrgel tasemel kujundustöid: teemakaartide, atlaste kaante, tiitellehtede jms kujundamine.

Arvutitehnoloogia kasutuselevõtuga ühendati kaartide koostamise ja avaldamiseks ettevalmistamise protsessid. Originaalist ei ole vaja teha kvaliteetset käsitsi koopiat (avaldamisoriginaal). Arvutiga tehtud kujundusoriginaal muudab korrektuurimärkmete redigeerimise ja parandamise väga lihtsaks, ilma selle kvaliteeti kahjustamata.

Arvutitehnoloogia eelisteks pole mitte ainult graafiliste tööde ideaalne kvaliteet, vaid ka kõrge täpsus, tööviljakuse märkimisväärne tõus ja kartograafiatoodete trükikvaliteedi tõus.

8.2. Digitaalsete ja elektrooniliste kartograafiateoste mõisted

Esimene töö digitaalsete kaartide loomisel algas meie riigis 70ndate lõpus. Praegu koostatakse digikaarte ja -plaane peamiselt traditsioonilistest originaalkaartidest ja -plaanidest, koostades originaale, tiraažitrükke ja muid kartograafilisi materjale.

Digitaalkaardid on objektide digitaalsed mudelid, mis on esitatud numbriliselt kodeeritud plaanikoordinaatidena x ja y ning rakendusena z .

Digitaalkaardid on kaardistatud objektide ja nendevaheliste suhete loogilised ja matemaatilised kirjeldused (esitused) (maastikuobjektide seosed nende kombinatsioonide kujul, ristumiskohad, naabrused, reljeefi kõrguste erinevused, orientatsioon põhipunktidele jne), mis on moodustatud kaardistamisel. kokkuleppeliste kaartide, projektsioonide, kokkuleppeliste märkide süsteemide jaoks aktsepteeritud koordinaadid, võttes arvesse üldistusreegleid ja täpsusnõudeid. Nagu tavalised kaardid, erinevad need mõõtkava, teema, ruumilise katvuse jms poolest.

Digikaartide põhieesmärk on olla andmebaaside moodustamise ning kaartide automaatse koostamise, analüüsi ja teisendamise aluseks.

Digitaalkaardid ja -plaanid peavad sisu, projektsiooni, koordinaatsüsteemi ja kõrguste, täpsuse ja paigutuse poolest täielikult vastama traditsioonilistele kaartidele ja plaanidele esitatavatele nõuetele. Kõigil digikaartidel tuleb jälgida objektide vahelisi topoloogilisi seoseid. Kirjanduses on digitaalsete ja elektrooniliste kaartide kohta mitmeid definitsioone. Mõned neist on selles teemas näidatud.

Digitaalkaart on kaardiobjektide esitus sellisel kujul, mis võimaldab arvutil nende atribuutide väärtusi salvestada, manipuleerida ja kuvada.

Digitaalkaart on andmebaas või fail, millest saab kaart, kui GIS loob paberkoopia või pildi ekraanile (W. Huxhold).

Elektroonilised kaardid- need on digitaalsed kaardid, mis on visualiseeritud arvutikeskkonnas tarkvara ja riistvara abil, aktsepteeritud projektsioonides, kokkuleppeliste märkide süsteemides, järgides kehtestatud täpsus- ja kujundusreegleid.

Elektroonilised atlased- tavapäraste atlaste arvutianaloogid.

Kapitaliatlased luuakse traditsiooniliste meetoditega väga pikka aega, kümneid aastaid. Seetõttu vananeb nende sisu väga sageli isegi loomise käigus. Elektroonilised atlased võivad oluliselt lühendada nende valmistamise aega. Elektrooniliste kaartide ja atlaste ajakohasena hoidmine, uuendamine käib praegu väga kiiresti ja tõhusalt.

Elektroonilisi atlaseid on mitut tüüpi:

Atlased ainult visuaalseks vaatamiseks ("flipping") – vaatajaatlased.

Interaktiivsed atlased, milles saab muuta kaardistatud nähtuste kujundust, pildimeetodeid ja klassifikatsiooni, saada kaartidest paberkoopiaid.

Analüütilised atlased(GIS-atlased), mis võimaldavad kaarte kombineerida ja võrrelda, teostada nende kvantitatiivset analüüsi ja hindamist ning kaarte üksteise peale panna.

Paljudes riikides, sealhulgas Venemaal, on rahvusatlaseid loodud ja luuakse. Venemaa rahvusatlas on ametlik riiklik väljaanne, mis on loodud Vene Föderatsiooni valitsuse nimel. Venemaa rahvusatlas annab tervikliku pildi riigi loodusest, rahvastikust, majandusest, ökoloogiast, ajaloost ja kultuurist (joonis 8.1). Atlas koosneb neljast köitest: köide 1 - "Territooriumi üldised omadused"; köide 2 - “Loodus. Ökoloogia"; 3. köide - “Rahvastik. Majandus"; 4. köide – “Ajalugu. Kultuur.

Riis. 8.1. Venemaa riiklik atlas

Atlas antakse välja trükitud ja elektroonilisel kujul (esimesed kolm köidet, neljanda köite elektrooniline versioon ilmub 2010. aastal).

Kartograafilised animatsioonid- elektrooniliste kaartide dünaamilised jadad, mis annavad arvutiekraanil edasi kujutatud objektide ja nähtuste dünaamikat ja liikumist ajas ja ruumis (näiteks sademete liikumine,

sõidukite liikumine jne).

Tihti tuleb igapäevaelus jälgida animatsioone, näiteks televisiooni ilmateatekaarte, millel on selgelt näha frontide, kõrg- ja madalrõhualade ning sademete liikumised.

Animatsioonide loomiseks kasutatakse erinevaid allikaid: kaugseireandmed, majandus- ja statistilised andmed, otseste välivaatluste andmed (näiteks erinevad kirjeldused, geoloogilised profiilid, ilmajaamade vaatlused, loendusmaterjalid jne). Kartograafiliste objektide dünaamilised (liikuvad) kujutised võivad olla erinevad:

− liigutada ekraanil kogu kaarti ja kaardil üksikuid sisuelemente;

− kokkuleppeliste märkide välimuse muutmine (suurus, värvus, kuju, heledus, sisemine struktuur). Näiteks võib asulaid näidata pulseerivate löökidena jne;

− koomiksite järjestused kaadrikaarte või 3D-pilte. Nii on võimalik näidata liustike sulamise dünaamikat, erosiooniprotsesside arengu dünaamikat;

− arvutipiltide panoraamimine, pööramine;

− pildi skaleerimine, "sissevoolu" efekti kasutamine või objekti eemaldamine;

− üle kaardi liikumise efekti tekitamine (ringi lendamine, territooriumi ümbersõit).

Animatsioonid võivad olla tasapinnalised ja kolmemõõtmelised, stereoskoopilised ning lisaks kombineeritavad fotopildiga.

Fotopildiga kombineeritud kolmemõõtmelisi animatsioone nimetatakse virtuaalseteks

kaardid (loob illusiooni reaalsest piirkonnast).

Virtuaalsete piltide loomise tehnoloogiad võivad olla erinevad. Reeglina koostatakse esmalt topograafilise kaardi, aero- või satelliidipildi põhjal digitaalne mudel, seejärel luuakse ala ruumiline pilt. See on värvitud hüpsomeetrilise skaala värvides ja seejärel kasutatakse seda tõelise mudelina.

8.3. Geograafiliste infosüsteemide (GIS) kontseptsioon

Kanadas, USA-s ja Rootsis loodi esimesed geograafilised infosüsteemid loodusvarade uurimiseks. Esimene GIS ilmus 60ndate alguses. Kanadas. Kanada GIS-i põhieesmärk oli Kanada maainventuuri andmete analüüsimine. Meie riigis algasid sellised uuringud kakskümmend aastat hiljem. Praegu on paljudes riikides olemas erinevad geograafilised infosüsteemid, mis lahendavad mitmesuguseid ülesandeid erinevates tööstusharudes: majanduses, poliitikas, ökoloogias, katastris, teaduses jne.

Kodumaises teaduskirjanduses on GIS-i määratlusi kümneid.

Geograafilised infosüsteemid (GIS) – riist- ja tarkvara com-

kompleksid, mis pakuvad ruumi kogumist, töötlemist, eksponeerimist ja levitamist

veenidega koordineeritud andmed (A.M. Berlyant). GIS-i üheks funktsiooniks on arvuti(elektrooniliste) kaartide, atlaste ja muude kartograafiatoodete loomine ja kasutamine.

Geograafiline infosüsteem on infosüsteem, mis on loodud andmete kogumiseks, säilitamiseks, töötlemiseks, kuvamiseks ja levitamiseks, samuti vastuvõtmiseks

nende põhjal uut teavet ja teadmisi ruumiliselt koordineeritud objektide ja nähtuste kohta.

Iga GIS-i olemus seisneb selles, et seda kasutatakse erineva teabe kogumiseks, analüüsimiseks, korrastamiseks, salvestamiseks, andmebaasi loomiseks. Kõige mugavam info kasutajatele esitamise vorm on kartograafilised pildid, lisaks saab infot esitada ka tabelite, diagrammide, graafikute, tekstidena.

GIS-i eripäraks on see, et kogu neis olev teave esitatakse elektrooniliste kaartide kujul, mis sisaldavad teavet objektide kohta, samuti objektide ja nähtuste ruumilisi viiteid. Elektroonilised kaardid erinevad paberkaartidest selle poolest, et iga elektroonilisel kaardil kujutatud kokkuleppemärk (objekt) vastab andmebaasi sisestatud teabele. See võimaldab analüüsida neid teiste objektide suhtes. Suunates hiirekursoriga näiteks suvalisele piirkonnale, saate kogu selle kohta andmebaasi sisestatud teabe (joonis 8.2).

Riis. 8.2. Objekti kohta teabe hankimine andmebaasist

Lisaks töötavad geograafilised infosüsteemid kartograafiliste projektsioonidega, mis võimaldab digitaalsete ja elektrooniliste kaartide projektsiooniteisendusi.

Riis. 8.3. Kaardiprojektsiooni valimine GIS MapInfo Professionalis

Praeguseks on loodud spetsiaalsed maa geoinfosüsteemid, katastri-, ökoloogilised ja paljud muud GIS-id.

Tomski oblasti halduskaardi näitel vaatleme GIS-i võimalusi. Meil on andmebaas, mis sisaldab teavet Tomski oblasti rajoonide pindala ja elanike arvu kohta igas rajoonis (joonis 8.4). Nende andmete põhjal saame infot Tomski oblasti asustustiheduse kohta, lisaks koostab programm rahvastikutiheduse kaardi (joonis 8.5).

Riis. 8.4. Teemakaardi koostamine andmebaasi sisestatud andmete põhjal

Riis. 8.5. Tomski piirkonna rahvastikutiheduse kaart, ehitatud automaatrežiimis

Seega on GIS-i eristavad omadused:

− geograafiliste (ruumiliste) andmete viitamine;

− teabe salvestamine, töötlemine ja haldamine andmebaasis;

− võimalused töötada geograafilise teabe projektsioonidega;

− uue teabe saamine olemasolevate andmete põhjal;

− objektide vaheliste ruumilis-ajaliste suhete peegeldus;

− andmebaaside kiire uuendamise võimalus;

− digitaalne maastiku modelleerimine;

− visualiseerimine ja andmete väljastamine.

8.3.1. GIS-i alamsüsteemid

GIS koosneb paljudest plokkidest, millest olulisemad on sisend, töötlemisplokk

ja infoväljund (joonis 8.6).

Riis. 8.6. GIS struktuur

Teabe sisestamise plokk hõlmab andmete kogumist (tekstid, kaardid, fotod jne) ja seadmeid teabe digitaalseks muutmiseks ja arvuti mällu või andmebaasi sisestamiseks. Varem kasutati selleks laialdaselt spetsiaalseid digiteerimisseadmeid - seadmeid, millel on objektide käsitsi jälgimine ja nende koordinaatide automaatne registreerimine. Praegu on need täielikult asendatud automaatsete seadmete – skanneritega. Skaneeritud pilt digiteeritakse spetsiaalse tarkvara abil. Kõik digiteeritud objektide omadused, sealhulgas statistilised andmed, sisestatakse arvuti klaviatuurilt. Kogu digitaalne teave siseneb andmebaasi.

Andmebaas on teabe kogum, mis on korraldatud nii, et seda saab salvestada arvutisse.

Andmebaaside moodustamine, juurdepääs ja nendega töötamine tagab andmebaasihaldussüsteem (DBMS), mis võimaldab kiiresti leida vajalikku teavet ja teostada selle edasist töötlemist.

Andmepankadest koosnevad andmebaaside komplektid ja nende haldamise vahendid.

Infotöötlusüksus hõlmab erinevate tarkvarade kasutamist, mis võimaldab siduda rasterkujutise kindla koordinaatsüsteemiga, valida soovitud projektsiooni, teostada sisuelementide automaatset üldistamist, teisendada rasterkujutis vektorkujutiseks, valida pildimeetodeid, koostada temaatilisi ja topograafilisi kaarte. , neid omavahel kombineerida kui ka kartograafiatöid kujundada.

Teabe väljundplokk- sisaldab seadmeid, mis võimaldavad kuvada kaardistamise tulemusi, aga ka tekste, tabeleid, graafikuid, diagramme, kolmemõõtmelisi pilte jne. Need on ekraanid (kuvarid), trükiseadmed (printerid), plotterid jne.

Tootmisotstarbeline GIS sisaldab ka kaartide väljastamise alamsüsteemi, mis võimaldab teha trükivorme ja trükkida kaartide tiraaži.

8.3.2. Andmete organiseerimine GIS-is

GIS-is kasutatavad andmed võivad olla väga erinevad: geodeetiliste ja astronoomiliste vaatluste tulemused, välivaatluste andmed (geoloogilised profiilid, pinnase lõiked, loendusmaterjalid jne), erinevad kaardid, pildid, statistilised andmed jne.

GIS-i andmed on kihilise korraldusega, st sama temaatilise sisuga objektide teave salvestatakse ühes kihis (hüdrograafia, reljeef, teed jne).

Seega koosneb GIS-kaart teabekihtide komplektist (joonis 8.7). Iga kiht sisaldab erinevat tüüpi teavet: alasid, punkte, jooni, tekste ja koos moodustavad need kaardi.

Objektide jaotus kihtide kaupa võimaldab objekte kiiresti redigeerida, päringutega töötada ja erinevaid muudatusi teha. Kaardi kihte saab hallata: vahetada, nähtavuse välja lülitada, blokeerida, külmutada, kustutada jne.

Digitaalse kaardi kujundamisel tuleb kihid paigutada kindlasse järjestusse, seega uue kihi loomisel asetatakse see kindlasse kohta. Taustaelementide kihid tuleb asetada löögielementide kihtide alla nii, et need ei kataks pilti. Kihtide paigutuse järjestus annab edasi kaardi katkendlike ja taustaelementide ülekatte õigsust.

Iga kaardi kihtide arv võib olla erinev ja sõltub kaardi eesmärgist ja ülesannetest, mida sellel kaardil lahendatakse. Väga oluline ülesanne on kihtide õige koostis ja objektide jaotus kihtide kaupa. Tuleb meeles pidada, et suur hulk kihte võib kaardiga töötamist raskendada.

Saate lugeda tuhande üheksasaja viiekümne seitsmest. Sel aastal valmistas Massachusettsi Tehnoloogiainstituut (USA) esimese kaardi digitaalse kõrgus- ja maastikumudeli, mida hiljem kasutati kiirteede kujundamisel. See viitab sellele, et alates 20. sajandi keskpaigast on kartograafias hakanud arenema uued tehnoloogilised kaardistamis- ja kaardistamisprotsessid ja -meetodid, mida on tänaseni täiustatud. Peamised valdkonnad ja nende parandamise suundumused saab välja tuua:

• kaartide loomise tehnoloogilised (elektroonilised) meetodid;
• digitaalsed viisid pankade ja andmebaaside korraldamiseks;
• geoinformatsiooni kaardistamise tehnoloogiad;
• kaartide moodustamine arvutivõrkudes;
• virtuaalse kaardistamise arendamine.

Kartograafia arendamise teaduslike ja tehnoloogiliste protsesside tõhusamaks rakendamiseks on vajalik selle loodud toodete kiireim tarnimine lõpptarbijani. Seejärel kasutavad tarbijad neid kiiresti oma konkreetsete ülesannete lahendamiseks. Kaasaegses reaalsuses juhinduvad kõik teadus- ja tootmisharud, sealhulgas digitaalkartograafia, ühiskonna selliste taotluste ja vajaduste rahuldamisest. Seega muudetakse kartograafia digitehnoloogiate abil kognitiivsetest ja lihtsatest orienteerumisvahenditest matemaatilisteks disaini-, organiseerimis-, juhtimise- ja planeerimisvahenditeks ning -meetoditeks. Juba praegu on ilmne, et tehnoloogiline areng on mõjutanud kaartide kasutusviise, millest tõstame esile järgmist:

• suhtlusmeetodid;
• ruumiteave;
• süsteemi otsuste tegemine.

Digitaalse kartograafia olemus

Digitaalset kartograafiat saab esitada kolmel või isegi neljal sisulisel kujul:

• kartograafiateaduse sektsioon;
• tootmistööstus;
• uus tehnoloogia.
• kartograafiliste toodete kujutiste visualiseerimistööriist.

Esiteks tegeleb digikartograafia kartograafiateaduse haruna ühiskonna erinevate objektide ruumilise asukoha, kõikvõimalike loodusnähtuste, nende digitaalse modelleerimise ja suhete uurimise ja kuvamisega.

Tänu automatiseeritud tootmisprotsesside, uute arvutitehnoloogiate ja mitmekesise visuaalse pildivaliku rakendamisele ja kasutamisele on digitaalne kartograafia eriti populaarne nii tarbijate kui ka professionaalide seas. Kartograafiliste toodete tootmine tööstusliku toodanguna on kaasaegseid tehnoloogiaid kasutav multifunktsionaalne tehnoloogiline protsess, mis on nõudlik elektroonikatootena.

Tasub meenutada, kuidas varem kaarte ehitati. Loodi terved täiskohaga kartograafiarühmad ja temaatilised peod, mille teenustes tekkis tootmisvajadus. Kogu saadud pildistamisteave salvestati tindiga kalkupaberile või tihedamale alusele. Suur töömahukus, märkimisväärsed ajakulud ja täpsus kogu kaardistamisprotsessis muutsid protsessi aeglaseks. Nüüd asendub see kõik arvutitehnoloogiaga, võimalusega projekte kiiremini ja täpsemalt teostada, mugavust kaartide uuendamisel ja redigeerimisel.

Digitaalse kaardistamise eelised

Võrreldes erinevate kaardistamismeetodite varasemaid ja praeguseid võimalusi, sealhulgas turu efektiivsuse majanduslikku komponenti, võib eristada järgmisi digitaalkartograafia eeliseid:

• täpse teabe edastamine objekti kohta, mis praktiliselt välistab arvutustes arvutiautomaatika kasutamisest tingitud vigade tekkimise;
• töötlemise kiirus ja lõpptulemuse saamine suurema tööviljakusega;
• säästlikum viis kaartide loomiseks väiksema tööjõuga;
• kaartide nii redigeerimise kui ka perioodilise uuendamise võimalus ja mugavus samal matemaatilisel ja geodeetilisel alusel.

Samuti tuleb märkida, et digitaalne kartograafia hõivab üha enam kohta globaalses teabevoos, tungides planeedi erinevatesse huvitava kaasaegse elu valdkondadesse ja võitdes märkimisväärseid segmente oma toodete kasutajatest, luues seeläbi suurenenud nõudluse. See olukord tekib, kui see areneb:

• uued (arvuti)tehnoloogiad kartograafiliste ja geoinfosüsteemide jaoks;
• geodeetilise ruumilise positsioneerimise ja kõikide objektide asukoha määramise uued (ruumi)meetodid;
• kaartide valmistamise täiustamine, uute nõutud kartograafiatoodete valdamise täpsuse ja kiiruse suurendamine.

Digitaalse kaardistamise tootmise tüübid

Digitaalne kartograafia tootmine, et saada teatud tulemusi oma kaasaegsel kujul, tegeleb järgmiste tootmisprotsessidega:

• digitaalsete standardkaartide ja muude selleks vajalike kartograafiliste materjalide väljatöötamine kogu objektide komplekti infomassiividena;
• temaatiliste kaartide loomine, kasutades olemasolevaid digitaalseid matemaatilisi ja kartograafilisi aluseid;
• mitmesuguse teabe, sh riigipiiride digitaalsete andmebaaside pidamine;
• satelliit- ja aerofotodel põhinev digitaalne kaardistamine;
• topograafiliste kaartide koostamise digitaalne rakendus.

Digitaalse kartograafia tootmisprotsessid

Digitaalne kartograafia on kompleksne tehnoloogiline toode, mis esindab kartograafilist tootmist, mis koosneb järgmistest tootmisprotsessidest:

• toimetuslik ettevalmistusperiood digikaardi koostamiseks;
• tooraine sisendkontroll;
• koostatud dokumentatsiooni objektide klassifikatsioon;
• objektide kodeeringud;
• digikaardiobjektide kirjeldused;
• kaardi redigeerimine;
• kvaliteedi kontroll;
• uuendused;
• konverteerimine vahetusvormingusse;
• teisendamine etteantud vormingusse;
• kaardimaterjalide digiteerimine;
• kaardi vektoriseerimine;
• kartograafilise üldistuse automatiseerimine;
• digikaartide kokkuvõte;
• kaardi kokkuvõtte kontroll;
• ülekanne topograafiliste kaartide fondi.

8.1. Kursuse "Digitaalne kartograafia" olemus ja eesmärgid

Kursus "Digitaalne kartograafia" on kartograafia lahutamatu osa. Ta õpib ja areneb
arendab digitaalsete ja elektrooniliste kaartide loomise teooriat ja meetodeid ning kaartide automatiseerimist
tograafilised tööd.

Nüüd on kartograafia liikunud uuele kvalitatiivsele tasemele. Tähtaeg
arvutistamise arenguga on paljud kaartide loomise protsessid täielikult muutunud. laulma
töötati välja uued kaardistamise meetodid, tehnoloogiad ja suunad. Võib välja tuua
isiklikud valdkonnad, millega kartograafia tänapäeval tegeleb: digitaalne kartograafia
modelleerimine, 3D-modelleerimine, arvuti avaldamise süsteemid jne.
ilmusid uued kartograafilised teosed: digitaalsed, (elektroonilised ja virtuaalsed)
kaardid, animatsioonid, 3D kartograafilised mudelid, digitaalsed maastikumudelid. Cro
Lisaks arvutikaartide loomisele on ülesandeks digikartograafia andmebaaside moodustamine ja haldamine.
füüsiline teave.

Digikaardid on traditsioonilistest kaartidest lahutamatud. Kartograafi teoreetilised alused
aastasadade jooksul kogunenud fii jäi samaks, muutunud on vaid tehnilised vahendid
kaartide loomine. Arvutite kasutamine on toonud kaasa olulisi muutusi
kartograafiliste teoste loomise tehnoloogiad. Palju lihtsustatud tehnoloogia
graafiliste tööde lõpetamine: töömahukas joonistamine, graveerimine ja muu käsiraamat
nye töötab. Selle tulemusena jäid kõik traditsioonilised joonistusmaterjalid kasutusest välja.
ja tarvikud. Tarkvara tundev kartograaf suudab kiiresti ja täpselt
teha keerulisi kartograafilisi töid. Võimalusi on ka palju
teha väga kõrgel tasemel projekteerimistööd: teemakaartide kujundamine,
atlaste kaaned, tiitellehed jne.

Arvutitehnoloogia kasutuselevõtuga koostamise ja koostamise protsessid
avaldamiseks kaartide valmistamine. Kaotage vajadus kvaliteetse käsitsi kopeerimise järele
koostaja originaal (väljaandja originaal). Disain originaal, teostatud
arvutisse salvestatud, muudab korrektuuri redigeerimise ja parandamise väga lihtsaks
märgistused ilma selle kvaliteeti kahjustamata.

Arvutitehnoloogia eelised pole mitte ainult täiuslik kvaliteet
graafika töö, aga ka suur täpsus, jõudluse märkimisväärne kasv
tööjõud, kartograafiatoodete trükikvaliteedi parandamine.

8.2. Digitaalse ja elektroonilise mõisted
kartograafilised tööd

Esimene töö digitaalsete kaartide loomisel algas meie riigis lõpus
70ndad Praegu koostatakse digitaalsed kaardid ja plaanid peamiselt traditsioonilise järgi
kaartide ja plaanide originaalid, originaalide koostamine, tootmistrükised jm
kartograafilised materjalid.

Digitaalsed kaardid - Kodeerituna esitatud objektide digitaalsed mudelid
arvplaani koordinaadid x ja y ning rakenda I.

Digitaalkaardid on loogilised ja matemaatilised kirjeldused (esitlused)
kaardistatud objektid ja nendevahelised suhted (maastikuobjektide suhted vi
de nende kombinatsioonid, ristmikud, naabruskonnad, reljeefi erinevad kõrgused, orientatsioon mööda külgi
us light jne), mis on moodustatud tavaliste kaartide, projektsioonide jaoks aktsepteeritud koordinaatides,
kokkuleppeliste märkide süsteemid, arvestades üldistusreegleid ja täpsusnõudeid. meeldib
tavakaarte, erinevad need mõõtkava, teema, ruumilise katvuse jms poolest.

Digikaartide põhieesmärk on olla aluseks andmebaaside moodustamisel ja
kaartide tomaatiline koostamine, analüüs, teisendamine.

Sisu, projektsiooni, koordinaatsüsteemi ja kõrguste, täpsuse ja paigutuse järgi, digitaalne
kaardid ja plaanid peavad täielikult vastama traditsioonilistele nõuetele
kaardid ja plaanid. Kõigil digikaartidel tuleb jälgida topoloogilisi seoseid.
objektidevahelised seosed. Kirjanduses on digitaalsele mitmeid definitsioone.
ja elektroonilised kaardid. Mõned neist on selles teemas näidatud.

digitaalne kaart - kaardiobjektide kujutamine kujul, mis võimaldab
tina nende atribuutide väärtuse salvestamiseks, manipuleerimiseks ja kuvamiseks.

digitaalne kaart - on andmebaas või fail, millest saab kaart millal
GIS loob paberkoopia või pildi ekraanile (V. Huxhold).

Elektroonilised kaardid - need on arvutikeskkonnas renderdatud digitaalsed kaardid
de kasutades tarkvara ja riistvara aktsepteeritud projektsioonides, süsteemides
kokkuleppelised märgid, järgides kehtestatud täpsus- ja kujundusreegleid.

Elektroonilised atlased- tavapäraste atlaste arvutianaloogid.

Kapitaliatlased luuakse traditsiooniliste meetoditega väga pikka aega, kümneid aastaid.
Seetõttu vananeb nende sisu väga sageli isegi loomise käigus. Elektrooniline atlas
sy saab oluliselt lühendada nende valmistamise aega. Elektrooniliste kaartide hooldus
ja atlased tänapäevasel tasemel, nende uuendamine käib praegu väga kiiresti
ro ja kvaliteet.

Elektroonilisi atlaseid on mitut tüüpi:

Atlased ainult visuaalseks vaatamiseks ("pööramine") - vaatajate atlased.

- interaktiivsed atlased, milles saab muuta kujundust, kujutamisviise
kaardistatud nähtuste liigitamine ja klassifitseerimine, saada kaartidest paberkoopiaid.

- Analüütilised atlased (GIS-atlased) mis võimaldab kombineerida ja võrrelda
kaardid, viia läbi nende kvantitatiivne analüüs ja hindamine, katta kaardid igale
sõber.

Paljudes riikides, sealhulgas Venemaal, on rahvusatlaseid loodud ja luuakse.
Venemaa rahvusatlas on ametlik riiklik väljaanne, mille on loonud
Vene Föderatsiooni valitsuse nimel. Venemaa rahvusatlas annab kom
kompleksne ettekujutus loodusest, rahvastikust, majandusest, ökoloogiast, ajaloost ja kultuurist
riigid (joonis 8.1). Atlas koosneb neljast köitest: köide 1 - “Territooriumi üldised omadused
rii"; köide 2 - “Loodus. Ökoloogia"; 3. köide - “Rahvastik. Majandus"; 4. köide – “Ajalugu.
Kultuur.

Riis. 8.1. Venemaa riiklik atlas

Atlas antakse välja trükitud ja elektroonilisel kujul (esimesed kolm köidet, elektrooniline
neljanda köite trooniversioon ilmub 2010. aastal).

Kartograafilised animatsioonid- elektroonika dünaamilised jadad
kaardid, mis annavad arvutiekraanil edasi kujutatu dünaamikat ja liikumist
objektid ja nähtused ajas ja ruumis (näiteks sademete liikumine,
sõidukite liikumine jne).

Me näeme igapäevaelus sageli animatsioone, näiteks
televisiooni ilmaennustuse kaardid, mis näitavad selgelt frontide liikumist,
kõrg- ja madalrõhualad, atmosfääri sademed.

Animatsioonide loomiseks kasutatakse erinevaid allikaid: kaug
sondeerimine, majandus- ja statistilised andmed, andmed otsesest looduslikust
vaatlused (nt erinevad kirjeldused, geoloogilised profiilid, ilmajaamade vaatlused
rahvaloenduse materjalid jne). Dünaamilised (liikuvad) kartograafilised pildid
taevaobjektid võivad olla erinevad:

Kogu kaardi liigutamine ekraanil ja üksikute elementide sisu kaardil;

Tavamärkide välimuse muutmine (suurus, värv, kuju, heledus, sisemine
varajane struktuur). Näiteks võib asulaid näidata pulseerivatena
keerlevad löögid jne;

Animeeritud järjestused kaardikaadritest või kolmemõõtmelistest piltidest.
Nii on võimalik näidata liustike sulamise dünaamikat, erosiooniprotsesside arengu dünaamikat;

Arvutipiltide panoraamimine, pööramine;

Pildi skaleerimine, tuhmumise või tuhmumise efekti kasutamine
objekt;

Üle kaardi liikumise efekti tekitamine (ringi lendamine, territooriumi ümbersõit).

Animatsioonid võivad olla lamedad ja kolmemõõtmelised, stereoskoopilised ja lisaks
saab kombineerida fotopildiga.

Fotopildiga kombineeritud kolmemõõtmelisi animatsioone nimetatakse virtuaalseteks
kaardid(loob illusiooni reaalsest piirkonnast).

Virtuaalsete piltide loomise tehnoloogiad võivad olla erinevad. Tavaliselt,
esmalt luuakse topograafilise kaardi, aero- või satelliidipildi abil digitaalne mudel
del, siis - piirkonna kolmemõõtmeline kujutis. See on värvitud hüpsomeetrilistes värvides
kaalud ja seejärel kasutada seda tõelise mudelina.

8.3. Geograafiliste infosüsteemide (GIS) kontseptsioon

Esimesed geograafilised infosüsteemid loodi Kanadas, USA-s ja Shv jaoks
loodusvarade uurimine. Esimene GIS ilmus 60ndate alguses. Kanadas. Kodu
Kanada GIS-i eesmärk oli analüüsida Ka maa inventuuriandmeid
nada. Meie riigis algasid sellised uuringud kakskümmend aastat hiljem. Hetkel
paljudes riikides on olemas erinevad geograafilised infosüsteemid, mis
lahendada mitmesuguseid ülesandeid erinevates tööstusharudes: majanduses, poliitikas, ökoloogias,
dastra, teadus jne.

Kodumaises teaduskirjanduses on GIS-i määratlusi kümneid.

Geograafilised infosüsteemid (GIS)- riist- ja tarkvara com
kompleksid, mis pakuvad ruumi kogumist, töötlemist, eksponeerimist ja jaotamist
veenidega kooskõlastatud andmed (A.M. Berlyant). Üks GIS-i funktsioone on luua ja kasutada
arvuti(elektrooniliste) kaartide, atlaste ja muu kartograafia pro
uudised.

Geograafiline infosüsteem- on infosüsteem
andmete kogumine, säilitamine, töötlemine, kuvamine ja levitamine, samuti vastuvõtmine
nende põhjal uut teavet ja teadmisi ruumiliselt koordineeritud objektide kohta
ja nähtused.

Mis tahes GIS-i olemus seisneb selles, et seda kasutatakse kogumiseks, analüüsimiseks, süsteemiks
tematiseerimine, mitmesuguse info salvestamine, andmebaasi loomine. Kõige mugavam vorm
teabe esitamine kasutajatele - lisaks kartograafilised pildid,
teavet saab esitada tabelite, diagrammide, graafikute, tekstide kujul.

GIS-i eripäraks on see, et kogu neis olev teave on esindatud
sisse elektrooniliste kaartide kujul, mis sisaldavad teavet nii objektide kui ka ruumi kohta
esemete ja nähtuste sidumine. Eristage elektroonilisi kaarte paberkaartidest
asjaolu, et igale elektroonilisel kaardil kujutatud kokkuleppemärk (objekt) vastab
seal on andmebaasi sisestatud teave. See võimaldab neid analüüsida
sidemed teiste objektidega. Osutades hiirekursorit näiteks mis tahes alale, saate seda teha
saada kogu tema kohta andmebaasi sisestatud teave (joonis 8.2).

Riis. 8.2. Objekti kohta teabe hankimine andmebaasist

Lisaks töötavad geograafilised infosüsteemid kaardiprojektsioonidega,
mis võimaldab teostada digitaalsete ja elektrooniliste kaartide projektsiooniteisendusi
(joonis 8.3).

Riis. 8.3. GIS Mar!p& Pro&88yupa1 kartograafilise projektsiooni valik

Praeguseks on loodud spetsiaalsed maa geoinfosüsteemid
teemasid, katastri-, keskkonna- ja palju muid GIS-e.

Tomski oblasti halduskaardi näitel vaatleme GIS-i võimalusi.
Meil on andmebaas, mis sisaldab teavet Tomi linnaosade pindala suuruse kohta
oblast ja elanike arv igas linnaosas (joonis 8.4). Nende andmete põhjal me
saame infot Tomski oblasti asustustiheduse kohta, lisaks umbes
Gram koostab rahvastikutiheduse kaardi (joonis 8.5).

Riis. 8.4. Teemakaardi koostamine andmebaasi sisestatud andmete põhjal

Riis. 8.5. Tomski piirkonna rahvastikutiheduse kaart, ehitatud automaatrežiimis

Seega on GIS-i eristavad omadused:

Geograafiliste (ruumiliste) andmete viitamine;

Teabe salvestamine, töötlemine ja haldamine andmebaasis;

Geograafilise teabe projektsioonidega töötamise võimalused;

Uue teabe saamine olemasolevate andmete põhjal;

Objektide vaheliste ruumilis-ajaliste suhete peegeldamine;

Võimalus andmebaase kiiresti uuendada;

Digitaalne reljeefi modelleerimine;

Visualiseerimine ja andmete väljastamine.

Digitaalne kartograafia ja GIS

Viimasel kümnendil on kartograafias toimunud põhjalike muutuste ja tehnoloogiliste uuenduste periood, mille on põhjustanud teaduse, tööstuse ja ühiskonna kui terviku informatiseerimine. Paljusid selle teadusdistsipliini mõisteid oli vaja läbi vaadata ja uuesti määratleda. Näiteks 1987. aastal loodi Rahvusvahelise Kartograafiaassotsiatsiooni raames kaks kartograafiliste määratluste ja mõistete töörühma. Veelgi enam, üks peamisi uuritavaid ja lahendatavaid küsimusi oli küsimus, kas kartograafiat on võimalik defineerida ilma "kaardi" mõisteta ja kas GIS või selle elemendid tuleks sellesse definitsiooni lisada. 1989. aastal. Töörühm pakkus välja järgmise definitsiooni: "Kartograafia on geograafiliselt viidatud teabe organiseerimine ja edastamine graafilisel või digitaalsel kujul; see võib hõlmata kõiki etappe andmete kogumisest kuni kuvamise ja kasutamiseni." Mõiste "kaart" ei sisaldu selles määratluses, kuid on tehtud ettepanek käsitleda seda eraldi kui "geograafilise reaalsuse holilist (st terviklikku, struktuurset) kuvamist ja mentaalset abstraktsiooni, mis on mõeldud ühel või mitmel eesmärgil ja muudab vastavat geograafilised andmed visuaalsel, digitaalsel või puutetundlikul kujul esitatud teosteks".

Need määratlused on tekitanud kartograafide seas palju arutelusid ja selle tulemusena on tekkinud kartograafia alternatiivne definitsioon, milles käsitletakse seda kui "graafilise, digitaalse ja puutetundliku ruumiliselt koordineeritud teabe organiseerimist, kuvamist, edastamist ja kasutamist". vormid; võivad hõlmata kõiki andmete kogumise etappe enne nende kasutamist kaartide või muude ruumiandmete dokumentide koostamisel.

Enamiku kaasaegsete kartograafide arvates ei ole kartograafia tehnoloogilised aspektid arvutiteaduse ajastul peamised ja kõik tehnoloogia kaudu kartograafia määratlused on ekslikud. Kartograafia jääb rakenduslikuks, valdavalt visuaalseks distsipliiniks, milles suhtlusaspektidel on suur tähtsus. Ekslik on ka hinnang arvutikaartidele nende sarnasuse, käsitsi koostatud kaartidest eristamatuse mõttes. GIS-tehnoloogia tegelik väärtus seisneb just võimaluses luua uut tüüpi teoseid. Kõige selle juures jääb kartograafia põhiülesandeks reaalse maailma tundmine ja siin on vormi (kartograafiline kuva) väga raske eraldada sisust (peegeldunud tegelikkus). Geoinfotehnoloogiate areng on ainult suurendanud kaardistatavate andmete hulka, laiendanud kartograafiat vajavate teadusharude ringi. Ekraan (kuva)kaardid ja elektroonilised atlased, mis on nüüdseks saamas paljudes riikides riiklike kartograafiaprogrammide osaks, ainult tugevdavad seoseid kartograafia ja arvutigraafika ning GIS-i vahel, muutmata aga kartograafia olemust.

Tuleb märkida, et digitaalne kartograafia geneetilises mõttes ei ole traditsioonilise (paber)kartograafia otsene jätk. See on arenenud GIS-tarkvara üldise arendamise käigus ja seetõttu peetakse seda sageli väikeseks GIS-komponendiks, mis erinevalt GIS-tarkvarast ei nõua suuri jõupingutusi ja ressursse. Nii et koolitamata kasutaja saab juba mõnepäevase koolituse järel olemasoleva GIS-tarkvara abil koostada lihtsa digikaardi, kuid isegi kuu ajaga ei suuda ta luua toimivat GIS-tarkvara. Teisest küljest, nagu märgivad kartograafid, alahinnatakse digitaalset kartograafiat näilise kerguse ja lihtsuse tõttu koos kõigi sellest tulenevate tagajärgedega.

Digitaalne kartograafia on hakanud elama oma elu ja selle seost traditsioonilise kartograafiaga peetakse sageli täiesti üleliigseks. Traditsioonilise paberkaardi loomine nõuab teatavasti küllaltki keerulisi seadmeid ning kogenud spetsialistide meeskonda (kartograafid-disainerid), kes loovad ja toimetavad kaarte ning teevad rutiinseid töid algmaterjali töötlemisel. See on tehniliselt ja tehnoloogiliselt väga keeruline ja aeganõudev protsess. Teisest küljest on digitaalse kaardi loomiseks vaja ainult personaalarvutit, välisseadmeid, tarkvara ja originaalkaarti (üldjuhul paberkandjal). Teisisõnu, iga kasutaja saab võimaluse luua digitaalseid kaarte valmistoodete kujul - müügiks mõeldud digitaalsed kaardid. Seetõttu tegeleb praegu digitaalse kaardistamisega palju mitteprofessionaale ning eraldumine traditsioonilise kartograafia teooriast ja metoodikast toob kaasa kaardiobjektide geomeetriliste ja topoloogiliste vormide ülekande kvaliteedi kadumise, kuna kvaliteetseks digiteerimiseks ei piisa hästi paberile joonistamisest (digiteerimine on keerulisem protsess, kuna pidevad kõverad tuleb joonelõikude kaupa kvalitatiivselt lähendada). Samas kannatab ka kujunduse kvaliteet: tihtipeale trükitud kaardid "meenutavad kindlat joonistust värvilaikude komplektiga, aga üldse mitte kaarti".

Alles hiljuti, koos GIS-turu arenguga, on hakanud suurenema vajadus kvaliteetsete digitaalsete kaartide järele; kasutajad hakkasid pöörama tähelepanu mitte ainult kaartide digiteerimise kiirusele ja nende madalale hinnale, vaid ka kvaliteedile. GIS-tehnoloogia abil spetsialistide koolitamise kohtade arv kasvab; Lääne süsteemid venestatakse ja ukrainaliseeritakse, laiendades potentsiaalsete GIS-i kasutajate ringi. Seega on GIS-tehnoloogia üldise arengu kiiluvees tendents digitaalse kartograafia kvalitatiivsele arengule.

Vaatleme digitaalse kaardistamise tehnoloogia mõningaid omadusi ja digitaalsete kaartide peamisi parameetreid. Esiteks tuleb märkida, et digikaartide abil lahendatavate ülesannete mitmekesisuse tõttu on nende kvaliteedi universaalseid kriteeriume raske üheselt määrata, mistõttu peaks kõige üldisemaks kriteeriumiks olema oskus pakkuda lahendust probleem. Hetkel on digikaartide turul olukord selline, et need luuakse peamiselt konkreetse projekti jaoks, erinevalt traditsioonilisest kartograafiast, kus aluskaardina kasutatakse juba olemasolevaid kartograafilisi materjale. Seetõttu määravad digitaalse kaardi loomise enamasti mitte väljakujunenud ja ajaproovitud juhised, vaid hajutatud ja mitte alati professionaalselt koostatud tehnilised kirjeldused.

Digitaalse kaardi kvaliteet

Digikaardi kvaliteet koosneb paljudest komponentidest, kuid peamised on teabe sisu, täpsus, täielikkus ja sisestruktuuri korrektsus.

Informatiivsus. Kaardil kui reaalsuse mudelil on epistemoloogilised omadused, nagu tähenduslik vastavus (reaalsuse põhijoonte teaduslikult põhjendatud kuvamine), abstraktsus (üldistamine, üleminek individuaalsetelt kontseptsioonidelt kollektiivsetele mõistetele, objektide tüüpiliste omaduste valimine ja reaalsuse põhitunnuste kõrvaldamine). vähemtähtsad), ruumilis-ajaline sarnasus (suuruste ja kujundite geomeetriline sarnasus, suhete ajaline sarnasus ja sarnasus, seosed, objektide alluvus), selektiivsus ja sünteetilisus (ühiselt avalduvate nähtuste ja tegurite eraldi esitus, samuti ühtne tervikpilt nähtustest ja protsessidest, mis reaalsetes tingimustes avalduvad eraldi). Need omadused mõjutavad loomulikult ka lõpptoote – digikaardi – kvaliteeti, kuid kuuluvad peamiselt algupärase kartograafilise teose tegijate pädevusse: traditsioonilise allikakaardi loojad vastutavad selle infosisu eest ja kui digitaalse kaardi loomisel on oluline valida õige allikas ja õigesti edastada, võttes arvesse digitaalse kaardistamise iseärasusi, originaalkaardile manustatud teave.

täielikkus Sisu ülekanded. Selle parameetri väärtus sõltub peamiselt digitaalse kaardi loomise tehnoloogiast, st sellest, kui rangelt digiteerimisobjektide operaatorite läbipääsu kontrollitakse. Kontrollimiseks võib kasutada originaali mõõtkavas plastikule trükitud digitaalse kaardi paberkoopiat. Hilisemal digiteerimisallikale pealesurumisel kontrollitakse digikaardi ja algmaterjali sisu. Seda meetodit saab kasutada ka objekti kujundite ülekande kvaliteedi hindamiseks, kuid see on kontuuride asukoha vea hindamiseks vastuvõetamatu, kuna väljundseade annab alati märgatavaid moonutusi. Rastri vektoriseerimisel võimaldab loodud digitaalkaardi ja rastri substraadi kihtide kombineerimine kiiresti tuvastada vahelejäänud objekte.

Täpsus. Digitaalse kaardi täpsuse mõiste hõlmab selliseid parameetreid nagu viga kontuuride asukohas allika suhtes, objektide suuruse ja kuju ülekandmise täpsus digiteerimise ajal, samuti viga digitaalse kontuuride asukohas. kaart digitaalse kaardistamise allikaga seotud maastiku suhtes (paberi deformatsioon, rasterpildi moonutamine skaneerimise ajal jne). Lisaks sõltub täpsus tarkvarast, kasutatavast riistvarast ja digiteerimisallikast. Hetkel eksisteerivad paralleelselt ja üksteist täiendavad kaks tehnoloogiat kaartide digiteerimiseks - digiteerija sisend ja digiteerimine rastri abil (skaneerimine). Praktika näitab, et praegu on raske rääkida ühegi neist eelistest. Digitaalse digiteerimise puhul teeb põhilise töö digikaartide sisestamisel operaator käsitsi, st objekti sisestamiseks suunab operaator kursori igasse valitud punkti ja vajutab nuppu. Sisestuse täpsus digiteerimisel sõltub suurel määral operaatori oskustest. Rasterkaartide vektoriseerimisel mõjutavad subjektiivsed tegurid vähem, kuna rastri substraat võimaldab sisendit kogu aeg korrigeerida, kuid objektide kuju ülekandmist mõjutab rastri kvaliteet ja rastrijoone sakilised servad , hakkavad tekkima tõmmatud vektorjoone kõverused, mis ei ole põhjustatud joone üldisest kujust, vaid lokaalsetest rastri rikkumistest.

Sisemise struktuuri õigsus.

Valmis digikaardil peab olema korrektne sisemine struktuur, mis on määratud seda tüüpi kaartidele esitatavate nõuetega. Näiteks digitaalseid vektorkaarte kasutavas GIS-is on kartograafilise alamsüsteemi tuumaks mitmekihiline kaartide (kihtide) struktuur, millel tehakse otsast lõpuni otsinguoperatsioone, ülekatteoperatsioone koos tuletatud digitaalsete kaartide loomise ja ühenduse säilitamisega. tuleb läbi viia allika ja tuletatud kaartide objektiidentifikaatorid. Nende toimingute toetamiseks kehtivad digitaalsete kaartide topoloogilisele struktuurile GIS-is palju rangemad nõuded kui näiteks kaartidele, mida kasutatakse automaatse kaardistamise või navigeerimise probleemide lahendamiseks. See on tingitud asjaolust, et erinevatelt kaartidelt (kihtidelt) pärit objektide kontuurid peavad olema rangelt järjepidevad, kuigi praktikas, hoolimata lähtekaartide eraldi piisavalt täpsest digiteerimisest, seda kokkulepet ei saavutata ning digitaalsete kaartide pealekandmisel moodustuvad valehulknurgad ja kaared. Mittevastavused võivad olla visuaalselt eristamatud kuni teatud suurendusskaalani, mis on täiesti vastuvõetav automaatsete kaardistamisülesannete puhul, mis on keskendunud traditsiooniliste fikseeritud mõõtkavaga kaartide loomisele arvuti abil. See on aga GIS-i toimimise seisukohalt täiesti vastuvõetamatu, kui erinevate analüüsiprobleemide lahendamiseks kasutatakse ranget matemaatilist aparaati. Näiteks peab topoloogilisel kaardil olema korrektne joon-sõlm (polügoonid tuleb kokku panna kaaredest, kaared peavad olema sõlmedes ühendatud jne) ja mitmekihiline struktuur (eri kihtide vastavad piirid langevad kokku, ühe kihi kaared on täpselt kõrvuti). teise objektidele jne e). Digikaardi õige struktuuri loomine sõltub tarkvara võimalustest ja digiteerimise tehnoloogiast.

Praeguseks on maailmas juba välja kujunenud terve digitaalse kaardistamise tööstusharu, välja on kujunenud ulatuslik digitaalsete kaartide ja atlaste turg. Esimeseks edukaks kommertsprojektiks siinkohal tuleks ilmselt pidada 1988. aastal välja antud maailma digitaalset atlast (tootja Delorme Mapping Systems). Sellele järgnes Briti Domesday projekt /100/, mille tulemusena loodi Suurbritannia digitaalne atlas optilistel ketastel (allikakaartidena ja topograafiliste alustena kasutati sõjaväe topograafilisi mõõdistusmaterjale). Alates 1992. aastast on USA kaitseministeeriumi kaardistamisagentuur tootnud ja uuendanud maailma digitaalset kaarti (DCW) mõõtkavas 1:1 000 000. Paljudes maailma riikides on juba loodud riiklikud digitaalsed atlased ja üldised geograafilised kaardid. . Joonisel fig. 5.1 on mustvalge väljatrükk ühest maailma digitaalatlase fragmendist.

Digitaalne kartograafia - 3,7 viiest 6 hääle põhjal