Теоретичні засади цифрової картографії. Цифрова картографія Складання та оформлення карт

Можна відраховувати від тисячі дев'ятсот п'ятдесят сьомого року. Цього року в Массачусетському технологічному інституті (США) було виготовлено першу цифрову модель рельєфу та місцевості карти, яку використали надалі для проектування автомобільних доріг. Це свідчить про те, що в картографії з середини ХХ століття почали розвиток нові технологічні картоупорядницькі та картовидавничі процеси та методи, які вдосконалюються дотепер. Основними напрямками та тенденціями вдосконалення в них можна виділити:

• технологічні (електронні) методи створення карток;
• цифрові методи організації банків та баз даних;
• технології геоінформаційного картографування;
• формування карток у комп'ютерних мережах;
• розробка віртуального картографування.

Для ефективнішого застосування науково-технологічних процесів розвитку картографії потрібна найшвидша доставка створених нею продуктів до кінцевого користувача. Тоді вони будуть оперативно використані споживачами для вирішення конкретних завдань, що ставляться ними. У сучасних реаліях всі науково-виробничі галузі, у тому числі цифрова картографія, орієнтуються на задоволення таких запитів і потреб суспільства. Таким чином, за допомогою цифрових технологій картографія перетворюється з пізнавальних і просто засобів орієнтування на математичний інструментарій та методи проектування, організації, управління та планування. Вже очевидно, що технічний прогрес вплинув способи використання карт, у тому числі виділимо такі:

• методи комунікації;
• просторової інформації;
• системного ухвалення рішень.

Сутність цифрової картографії

Цифрову картографію можна представити у трьох, а то й чотирьох змістовних формах:

• розділ картографічної науки;
• виробничої промисловості;
• нову технологію.
• інструмент візуалізації зображень картографічної продукції.

Насамперед, як робив картографічної науки, цифрова картографія займається дослідженням та відображенням просторового розташування різних об'єктів діяльності суспільства, всіляких природних явищ, їх цифрового моделювання та взаємозв'язків.

Із застосуванням та використанням автоматизованих процесів виготовлення, нових комп'ютерних технологій та різноманітного візуального ряду зображень цифрова картографія користується особливою популярністю як у споживачів, так і фахівців. Виготовлення картографічної продукції як індустріального виробництва є багатофункціональним технологічним процесом із застосуванням сучасних технологій і мають попит як електронного продукту.

Варто згадати, як раніше будувалися карти. Створювалися цілі штатні картографічні групи та тематичні партії, послуг яких виникала виробнича необхідність. Вся знімальна інформація, що отримується, фіксувалася тушшю на кальці або більш щільній основі. Велика трудомісткість, значні тимчасові витрати та скрупульозність у всьому картоупорядному процесі робили процес повільним. Зараз все це замінюють комп'ютерні технології, з можливістю більш швидкого та точного виконання проектів, зручності в оновленні та редагуванні карток.

Переваги цифрової картографії

Порівнюючи всі попередні та реальні можливості різних способів побудови карт, включаючи економічну складову ринкової ефективності, можна виділити такі переваги цифрової картографії:

• передача точної інформації про об'єкт, що практично виключає можливість отримання помилок, у зв'язку з використанням у розрахунках комп'ютерної автоматизації;
• швидкість обробки та отримання підсумкового результату з більш високою продуктивністю праці;
• більш економічний спосіб створення карток з меншими витратами праці;
• можливість та зручність, як редагування, так і періодичного оновлення карт на тій самій математичній та геодезичній основі.

Слід також зазначити, що цифрова картографія все більше займає місця у світовому інформаційному потоці, проникає у різні сфери цікавого сучасного життя планети та завойовує значні прошарки користувачів своєї продукції, створюючи тим самим підвищений попит. Така ситуація відбувається в міру розвитку:

• нових (комп'ютерних) технологій картографічних та геоінформаційних систем;
• нових (космічних) методів геодезичного просторового позиціонування та визначення розташування всіх об'єктів;
• вдосконалення складання карт, що підвищують точність і швидкість освоювання нових затребуваних картографічних продуктів.

Види цифрового картографічного виробництва

Цифрове картографічне виробництво для отримання певних результатів у сучасному вигляді займається наступними виробничими процесами:

• розробкою цифрових типових карт та інших, необхідних при цьому картографічних матеріалів як масивів інформації всієї сукупності об'єктів;
• створенням тематичних карт з використанням вже наявних цифрових математичних та картографічних основ;
• ведення цифрових баз даних різної інформації, у тому числі в межах держав;
• цифрове картографування за супутниковими та аерофотографічними знімками;
• цифрове застосування будівництва топографічних карток.

Виробничі процеси цифрової картографії

Цифрова картографія складний технологічний продукт, який представляє картографічне виробництво, що складається з наступних виробничих процесів:

• редакційного підготовчого періоду складання цифрової картки;
• вхідного контролю вихідних матеріалів;
• класифікації об'єктів документації, що готується;
• кодування об'єктів;
• опис об'єктів цифрової карти;
• редагування карток;
• контролю якості;
• оновлення;
• перетворення на обмінний формат;
• перетворення на заданий формат;
• оцифрування матеріалів карток;
• векторизація карт;
• автоматизації картографічної генералізації;
• зведення цифрових карток;
• контроль зведення карток;
• передача до Фонду топографічних карт.

Цифрова картографія та ГІС

В останнє десятиліття картографія переживає період глибоких змін та технологічних інновацій, викликаних інформатизацією науки, виробництва та суспільства загалом. Виникла необхідність перегляду та перевизначення багатьох понять цієї наукової дисципліни. Наприклад, ще 1987 року у складі Міжнародної Картографічної Асоціації було створено дві робочі групи з картографічним визначенням і концепціям. Причому одним із головних питань, що підлягають вивченню та вирішенню, було питання про те, чи можна визначити картографію без поняття "карта" і чи повинні до цього визначення включатися ГІС або її елементи. 1989 року. робоча група запропонувала наступну дефініцію: "Картографія - це організація та комунікація географічно прив'язаної інформації у графічній чи цифровій формі; вона може включати всі етапи від збору до відображення та використання даних". Поняття "карта" не включено до цього визначення, а запропоновано розглядати її окремо як "холічне (тобто цілісне, структурне) відображення та уявну абстракцію географічної реальності, призначену для однієї або кількох цілей і трансформуючу відповідні географічні дані у твори, представлені в візуальної, цифрової чи дотикальної форм".

Наведені дефініції викликали широку дискусію серед картографів, і в результаті з'явився альтернативний варіант визначення картографії, в якому вона розглядається як "організація, відображення, комунікація та використання просторово-координованої інформації, що подається в графічній, цифровій та дотичну формах; може включати всі етапи від збору даних" до їх використання під час створення карт, чи інших інформаційних просторових документів ".

На думку більшості сучасних картографів, технологічні аспекти картографії не є головними в епоху інформатики і всі визначення картографії через технологію помилкові. Картографія залишається прикладною, переважно візуальною дисципліною, у якій велике значення мають комунікаційні аспекти. Помилкова також і оцінка комп'ютерних карток у сенсі їхньої схожості, невідмінності від карток, створюваних вручну. Справжнє значення ГІС-технології таки полягає у можливості створення творів нового типу. При цьому головним завданням картографії залишається пізнання реального світу, і тут дуже важко відокремити форму (картографічне відображення) від змісту (дійсність, що відображається). Прогрес геоінформаційних технологій лише збільшив діапазон даних, що підлягають картографуванню, розширив коло наукових дисциплін, які потребують картографії. Екранні (дисплейні) карти та електронні атласи, які стають тепер частиною національних картографічних програм у багатьох країнах, лише посилюють зв'язки картографії з комп'ютерною графікою та ГІС, не змінюючи, однак, сутності картографування.

Слід зазначити, що цифрова картографія в генетичному плані є прямим продовженням традиційної (паперової) картографії. Вона розвивалася під час загального розвитку програмного забезпечення ГІС і тому часто сприймається як другорядна ГІС-составляющая, яка, на відміну програмного забезпечення ГІС, вимагає вкладення великих сил і коштів. Так, непідготовлений користувач за допомогою існуючого програмного забезпечення ГІС після кількох днів навчання вже може створити просту цифрову картку, проте навіть за місяць він не спроможний створити працездатне програмне забезпечення ГІС. З іншого боку, як зазначають фахівці-картографи, через видиму легкість і простоту відбувається недооцінка цифрової картографії з усіма наслідками, що звідси випливають.

Цифрова картографія стала жити власним життям та її зв'язок із традиційною картографією найчастіше розглядається як зовсім зайва. Як відомо, для створення традиційної паперової картки потрібно досить складне обладнання, а також колектив досвідчених фахівців (картографів-дизайнерів), що створює та редагує карти, що виконує рутинну роботу з обробки первинного матеріалу. Це технічно та технологічно дуже складний та трудомісткий процес. З іншого боку, створення цифрової карти потрібен лише персональний комп'ютер, зовнішні пристрої, програмне забезпечення і вихідна (загалом паперова) карта. Іншими словами, будь-який користувач отримує можливість створювати цифрові картки у вигляді готової продукції – цифрових карток на продаж. В результаті в даний час цифровим картографуванням зайнято дуже багато непрофесіоналів, а відрив від теорії та методики традиційної картографії призводить до втрати якості передачі геометричних та топологічних форм об'єктів карти, бо вміння добре креслити на папері недостатньо для якісного цифрування (дигітизування - процес складніший, так як доводиться якісно апроксимувати безперервні криві відрізками прямих). При цьому страждає і якість оформлення: найчастіше карти, виведені на друк, "нагадають якийсь креслення з набором колірних плям, але ніяк не карту".

Лише останнім часом із розвитком ринку ГІС почала зростати потреба в якісних цифрових картах; Користувачі почали звертати увагу як на швидкість цифрування карт та його низьку ціну, а й у якість. Зростає кількість місць, де здійснюється підготовка спеціалістів із використанням ГІС-технології; західні системи русифікуються та українізуються, розширюючи коло потенційних користувачів ГІС. Таким чином, очевидна тенденція якісного розвитку цифрової картографії у фарватері загального розвитку ГІС-технології.

Розглянемо деякі особливості технології цифрового картографування та основні параметри цифрових карток. Насамперед слід зазначити, що з різноманіття завдань, розв'язуваних з допомогою цифрових карт, важко однозначно визначити універсальні критерії якості, тому найзагальнішим критерієм має бути здатність забезпечити рішення поставленої задачи. На даний момент ситуація на ринку цифрових карт така, що в основному вони створюються для конкретного проекту, на відміну від традиційної картографії, де як картооснова використовуються вже існуючі картографічні матеріали. Тому найчастіше створення цифрової карти визначається не усталеними і перевіреними часом інструкціями, а розрізненими і завжди професійно складеними технічними завданнями.

Якість цифрової картки

Якість цифрової карти складається з низки складових, але основними є інформативність, точність, повнота та коректність внутрішньої структури.

Інформативність.Карта як модель дійсності має гносеологічні властивості, наприклад, такі, як змістовна відповідність (науково-обґрунтоване відображення головних особливостей дійсності), абстрактність (генералізованість, перехід від індивідуальних понять до збірних, відбір типових характеристик об'єктів та усунення другорядних), просторово тимчасова подоба (геометр) подібність розмірів і форм, тимчасова подоба і подоба відносин, зв'язків, супідрядності об'єктів), вибірковість і синтетичність (роздільна вистава явищ, що спільно проявляються, і факторів, а також єдине цілісне зображення явищ і процесів, які в реальних умовах проявляються окремо). Ці властивості, природно, впливають і на якість кінцевого продукту - цифрової карти, проте в основному належать до компетенції творців вихідного картографічного твору: творці традиційної картки-джерела несуть відповідальність за її інформативність, і при створенні цифрової картки важливо правильно підібрати це джерело та коректно передати з огляду на особливості цифрового картографування, закладену у вихідну карту інформацію.

Повнота Передача змісту.Величина цього параметра залежить переважно від технології створення цифрової карти, т. е. від цього, наскільки суворо здійснюється контроль пропусків операторами об'єктів цифрования. Для контролю може використовуватися жорстка копія цифрової карти, виведена на пластик в масштабі оригіналу. При наступному накладенні на джерело цифрування проводиться звіряння вмісту цифрової картки та вихідного матеріалу. Такий метод може також використовуватися для оцінки якості передачі форм об'єктів, але він неприйнятний для оцінки помилки положення контурів, оскільки пристрій виведення завжди дає помітні спотворення. При векторизації растру поєднання шарів створеної цифрової карти та растрової підкладки дозволяє оперативно виявити пропущені об'єкти.

Точність.У поняття точності цифрової карти входять такі параметри, як помилка положення контурів щодо джерела, точність передачі розмірів та форм об'єктів при цифровуванні, а також помилка положення контурів цифрової карти щодо місцевості, пов'язана з джерелом цифрового картографування (деформація паперу, спотворення растрового зображення під час сканування та т. п.). Крім того, точність залежить від програмного забезпечення, використовуваного обладнання та джерела цифрування. Зараз паралельно існують і доповнюють одна одну дві технології оцифрування карт - дигітайзерне введення та цифрування по растру (сканування). Практика показує, що зараз важко говорити про перевагу якоїсь однієї з них. При дігітайзерному оцифруванні основний обсяг робіт із введення цифрових карток виконується оператором у ручному режимі, тобто для введення об'єкта оператор наводить курсор на кожну вибрану точку і натискає кнопку. Точність введення під час цифровування вирішальною мірою залежить від кваліфікації оператора. При векторизації растрових карток суб'єктивні чинники впливають менше, тому що растрова підкладка дозволяє весь час коригувати введення, проте на передачу форми об'єктів впливає якість растру і при порізаних краях растрової лінії починають з'являтися вигини векторної лінії, що проводиться, які викликані не загальною формою лінії, а локальними порушеннями растру.

Коректність внутрішньої структури.

Готова цифрова карта повинна мати коректну внутрішню структуру, що визначається вимогами до карт цього типу. Наприклад, ядром картографічної підсистеми ГІС, що використовують цифрові векторні карти, є багатошарова структура карт (layers), над якими повинні виконуватися операції наскрізного пошуку, накладання зі створенням похідних цифрових карт і збереженням зв'язку ідентифікаторів об'єктів вихідних і похідних карт. Для підтримки цих операцій до топологічної структури цифрових карток у ГІС пред'являються вимоги, значно жорсткіші, ніж, наприклад, до карток, які використовуються для вирішення задач автоматизованого картографування або навігації. Це з тим, що контури об'єктів із різних карт (шарів) би мало бути суворо узгоджені, хоча практично, попри досить точне цифрування вихідних карт окремо, це узгодження не досягається, і за накладенні цифрових карт утворюються хибні полігони і дуги. Розбіжності можуть бути візуально невиразні до певного масштабу збільшення, що цілком допустимо для завдань автоматизованого картографування, орієнтованих створення традиційних карт фіксованого масштабу з допомогою ЕОМ. Однак це неприйнятно для функціонування ГІС, коли для вирішення різних завдань аналізу використовується строгий математичний апарат. Наприклад, топологічна карта повинна мати коректну лінійно-вузлову (полігони повинні збиратися з дуг, дуги повинні з'єднуватися у вузлах і т. д.) і багатошарову структуру (відповідні межі з різних шарів збігаються, відбувається точне примикання дуг одного шару до іншого д). Створення коректної структури цифрової карти залежить від можливостей програмного забезпечення та технології цифрування.

Нині у світі сформувалася ціла індустрія цифрового картографування, склався великий ринок цифрових карт і атласів. Першим успішним комерційним проектом тут, мабуть, слід вважати Цифровий Атлас Світу (виробник – фірма Delorme Mapping Systems), випущений 1988 року. Потім був британський Domesday Project /100/, в результаті якого був створений цифровий атлас Великобританії на оптичних дисках (як вихідні карти і топооснови використовувалися матеріали військово-топографічної зйомки). З 1992 року Картографічне агентство Міністерства оборони США випускає та коригує цифрову карту світу (Digital Chart of the World – DCW) масштабу 1:1 000 000. У багатьох країнах світу вже створено національні цифрові атласи та загальногеографічні карти. Рис. 5.1 представлено чорно-білий варіант друку одного з фрагментів цифрового атласу світу.

Цифрова картографія - 3.7 out of 5 based on 6 votes

"...Цифрова картографія: розділ картографії, що охоплює теорію та практику створення та використання цифрової картографічної продукції..."

Джерело:

"ГОСТ 28441-99. Картографія цифрова. Терміни та визначення"

(Запроваджено Постановою Держстандарту РФ від 23.10.1999 N 423-ст)

• - наука про географічн. картах виросла з виміру Землі, з тих запитів і потреб, які виникали в міру знайомства з ін. землями, з космологич. спекуляцій...

  Стародавній світ. Енциклопедичний словник

• - Наука про географічн. картах виросла з виміру Землі, з тих запитів та потреб, які виникали в міру знайомства з іншими землями, з космологіч. спекуляцій...

  Словник античності

• - Вже з першого погляду впадають у вічі разючі зовнішні відмінності середньовічних карт від карт Нового часу. Середньовіччі не знали топографічної зйомки...

  Словник середньовічної культури

• - картографія наука про відображення та пізнання природних та соціально-економічних геосистем за допомогою карт як моделей...

  Географічна енциклопедія

• - наука про географічні карти, методи їх складання та використання...

  Геологічна енциклопедія

• - ".....

  Офіційна термінологія

• - наука про географічні карти, про методи їх створення та використання. Це найбільш поширене визначення До. відбиває її технічні аспекти.

  Велика Радянська Енциклопедія

• - наука про географічні карти, методи їх створення та використання...

  Сучасна енциклопедія

• - наука, що включає теорію, методику та технічні прийоми створення та використання географічних карт, глобусів, карт Місяця, планет, зоряного неба тощо. Діляється на картознавство, математичну картографію,...

  Великий енциклопедичний словник

• - Р., Д., Пр.

  Орфографічний словник російської мови

• - картогра/фія,...

  Добре. Окремо. Через дефіс. Словник-довідник

• - КАРТОГРАФІЯ, -і, жін. Наука про складання карт, а також їх складання...

  Тлумачний словник Ожегова

• - КАРТОГРАФІЯ, картографії, мн. ні, дружин. . Вчення про прийоми складання географічних карт. || Те саме, що картографування...

  Тлумачний словник Ушакова

• - картографія ж. 1. Наукова дисципліна, що вивчає методи створення та використання карта I. 2...

  Тлумачний словник Єфремової

• - картогр"...

  Російський орфографічний словник

• - КАРТОГРАФІЯ та, ж. cartographie f. Наука про складання географічних карток. БАС-1. || Те саме, що картографування. БАС-1. - Лекс. Толь 1864: ...

  Історичний словник галицизмів російської

"Картографія цифрова" у книгах

15.1. Картографія сновидінь