Digital kartlegging. Digital kartografi. "Geodesi og kartografi"

8.1. Essensen og målene for kurset "Digital kartografi"

Kurset "Digital kartografi" er en integrert del av kartografi. Han studerer og utvikler seg
underviser i teori og metoder for å lage digitale og elektroniske kart, samt kartautomatisering
tografiske verk.

Kartografi har nå flyttet til et nytt kvalitativt nivå. Forfaller
Med utviklingen av databehandling har mange prosesser for kartoppretting fullstendig endret seg. Sang
Nye metoder, teknologier og retninger for kartlegging utviklet. Du kan velge tider
personlige områder som kartografi omhandler i dag: digital kartlegging
sjon, tredimensjonal modellering, datapubliseringssystemer osv. I denne forbindelse
nye kartografiske verk har dukket opp: digitale, (elektroniske og virtuelle)
kart, animasjoner, 3D kartografiske modeller, digitale terrengmodeller. Cro
I tillegg til å lage datakart, er oppgaven å lage og vedlikeholde digitale kartografidatabaser
fysisk informasjon.

Digitale kart er uatskillelige fra tradisjonelle kart. Teoretisk grunnlag for kartografi
Kunnskapen akkumulert gjennom århundrer har forblitt den samme, bare de tekniske midlene har endret seg
lage kart. Bruken av datateknologi har ført til betydelige endringer
teknologier for å lage kartografiske verk. Teknologien er blitt mye enklere
ferdigstillelse av grafisk arbeid: arbeidskrevende tegning, gravering og andre manuelle oppgaver har forsvunnet
nye verk. Som et resultat gikk alle tradisjonelle tegnematerialer ut av bruk
og tilbehør. En kartograf som kjenner programvaren kan raskt og effektivt
Utfør komplekst kartografisk arbeid effektivt. Det er også mange muligheter
utføre designarbeid på et meget høyt nivå: design av tematiske kart,
atlas-omslag, tittelsider m.m.

Med introduksjonen av datateknologi, prosessene med å kompilere og forberede
utarbeidelse av kart for publisering. Eliminerer behovet for å lage manuelle kopier av høy kvalitet
kompilatorens original (utgiverens original). Design original, utført
på en datamaskin, gjør det veldig enkelt å redigere og rette korrektur
merking uten å forringe kvaliteten.

Fordelene med datateknologi er ikke bare ideell kvalitet
grafisk arbeid, men også høy nøyaktighet, en betydelig økning i produktiviteten
arbeidskraft, forbedre utskriftskvaliteten til kartografiske produkter.

8.2. Definisjoner av digital og elektronisk
kartografiske arbeider

Det første arbeidet med å lage digitale kart begynte i vårt land på slutten av
70 tallet For tiden lages digitale kart og planer hovedsakelig ved bruk av tradisjonelle metoder.
ny originaler av kart og planer, kompilatororiginaler, opplagstrykk og annet
kartografiske materialer.

Digitale kort - digitale modeller av objekter, presentert i kodet form
numeriske plankoordinater x og y og applikat I.

Digitale kart er logisk-matematiske beskrivelser (representasjoner)
kartlagte objekter og relasjoner mellom dem (relasjoner mellom terrengobjekter i det visuelle
de deres kombinasjoner, kryss, nærhet, forskjellige høyder langs relieffet, orientering langs sidene
lys til oss, etc.), dannet i koordinater, projeksjoner akseptert for konvensjonelle kart,
systemer med konvensjonelle tegn, som tar hensyn til reglene for generalisering og krav til nøyaktighet. Som
For vanlige kart er de forskjellige i målestokk, emne, romlig dekning osv.

Hovedformålet med digitale kart er å tjene som grunnlag for dannelsen av databaser og
tomatisk sammenstilling, analyse, transformasjon av kart.

Når det gjelder innhold, projeksjon, koordinat- og høydesystemer, nøyaktighet og layout, digitalt
kart og planer skal fullt ut oppfylle kravene til tradisjonelle
kart og planer. Alle digitale kart skal være i samsvar med topologiske
kommunikasjon mellom objekter. Det er flere definisjoner på digital
og elektroniske kort. Noen av dem er gitt i dette emnet.

Digitalt kort - presentasjon av kartobjekter i en form som tillater
datamaskin for å lagre, manipulere og vise verdien av deres attributter.

Digitalt kort - det er en database eller fil som blir et kart når
GIS lager en papirkopi eller et bilde på skjermen (V. Huxhold).

Elektroniske kort - dette er digitale kart visualisert i et datamiljø
hvor bruk av programvare og maskinvare, i aksepterte projeksjoner, systemer
konvensjonelle skilt, underlagt etablerte nøyaktighet og designregler.

Elektroniske atlas- dataanaloger av konvensjonelle atlas.

Kapitalatlas er laget ved hjelp av tradisjonelle metoder i svært lang tid, tiår.
Derfor, veldig ofte, selv i prosessen med å lage, blir innholdet deres utdatert. Elektronisk atlas
sys kan redusere produksjonstiden betydelig. Vedlikehold av elektroniske kort
og atlass på moderne nivå, blir oppdateringen deres for tiden gjort veldig raskt
ro og kvalitet.

Det finnes flere typer elektroniske atlas:

Atlas er kun for visuell visning ("bla gjennom") - seeratlass.

- Interaktive atlas, der du kan endre design, måter å skildre på
analyse og klassifisering av kartlagte fenomener, motta papirkopier av kart.

- Analytiske atlas (GIS-atlass) , slik at du kan kombinere og matche
kart, utføre sine kvantitative analyser og evalueringer, legge kart over hverandre
venn.

I mange land, inkludert Russland, er nasjonale atlas blitt opprettet og blir laget.
National Atlas of Russia er en offisiell statlig publikasjon laget av
på vegne av regjeringen i den russiske føderasjonen. Russlands nasjonale atlas gir com
et helhetlig syn på natur, befolkning, økonomi, økologi, historie og kultur
land (fig. 8.1). Atlaset består av fire bind: bind 1 - "Generelle kjennetegn ved territoriet
riy"; bind 2 - "Natur. Økologi"; bind 3 - "Befolkning. Økonomi"; bind 4 - "Historie.
Kultur".

Ris. 8.1. Russlands nasjonale atlas

Atlaset er produsert i trykte og elektroniske former (de tre første bindene, elektronisk
troneversjonen av det fjerde bindet vil bli utgitt i 2010).

Kartografiske animasjoner- dynamiske sekvenser av elektronisk
kort som formidler på dataskjermen dynamikken og bevegelsen til det avbildede
objekter og fenomener i tid og rom (for eksempel bevegelse av nedbør,
kjøretøy i bevegelse osv.).

Vi ser ofte animasjoner i hverdagen, for eksempel
TV-værmeldingskart, der frontbevegelsene er godt synlige,
områder med høy- og lavtrykk, nedbør.

For å lage animasjoner brukes alle slags kilder: fjernkontrolldata
sonderingsdata, økonomiske og statistiske data, direkte feltdata
observasjoner (for eksempel ulike beskrivelser, geologiske profiler, meteorologiske observasjoner
sjoner, folketellingsmateriale osv.). Dynamiske (bevegende) kartografiske bilder
Russiske gjenstander kan være forskjellige:

Flytte hele kartet over skjermen og individuelle innholdselementer over kartet;

Endre utseendet til symboler (størrelse, farge, form, lysstyrke, intern
tidlig struktur). For eksempel kan befolkede områder vises som pulserende
spesielle slag og så videre;

Tegneseriesekvenser av rammekort eller 3D-bilder.
På denne måten kan du vise dynamikken i bresmeltingen, dynamikken i utviklingen av erosjonsprosesser;

Panorering, roterende datamaskinbilder;

Skalere et bilde ved å bruke en oppløsnings- eller fade-effekt
gjenstand;

Skape effekten av bevegelse over kartet (fly rundt, kjøre rundt i territoriet).

Animasjoner kan være flate og tredimensjonale, stereoskopiske og i tillegg kan
kan kombineres med et fotografisk bilde.

Tredimensjonale animasjoner kombinert med et fotografisk bilde kalles virtuelle
nye kort(illusjonen av et virkelig område skapes).

Teknologier for å lage virtuelle bilder kan være forskjellige. Som oftest,
Først lages et digitalt kart basert på et topografisk kart, fly- eller satellittbilde.
del, da - et tredimensjonalt bilde av området. Den er malt i fargene til det hypsometriske
skalaer og deretter brukt som en ekte modell.

8.3. Konsept for geografiske informasjonssystemer (GIS)

De første geografiske informasjonssystemene ble opprettet i Canada, USA og Shv sjoner for
studere naturressurser. Den første GIS-en dukket opp på begynnelsen av 60-tallet. I Canada. Hjem
Målet med det kanadiske GIS var å analysere landinventardata
nady. I vårt land begynte slik forskning tjue år senere. For tiden
I dag er det i mange land ulike geografiske informasjonssystemer som
løse en rekke problemer i ulike bransjer: økonomi, politikk, økologi,
Dastre, vitenskap osv.

Det er dusinvis av definisjoner av GIS i den innenlandske vitenskapelige litteraturen.

Geografiske informasjonssystemer (GIS)- maskinvare-programvare com
komplekser som gir innsamling, bearbeiding, visning og distribusjon av rom
venekoordinerte data (A.M. Berlyant). En av funksjonene til GIS er opprettelse og bruk
bruk av datakart (elektroniske) kart, atlas og andre kartografiske produkter
informasjon.

Geografisk informasjonssystem- er et informasjonssystem designet for
innsamling, lagring, behandling, visning og distribusjon av data, samt mottak
basert på dem, ny informasjon og kunnskap om romlig koordinerte objekter
og fenomener.

Essensen av enhver GIS er at den brukes til å samle inn, analysere,
tematisering, lagring av diverse informasjon, opprettelse av database. Den mest praktiske formen
presentasjon av informasjon til brukere - kartografiske bilder, i tillegg,
informasjon kan også presenteres i form av tabeller, diagrammer, grafer og tekster.

Et særtrekk ved GIS er at all informasjon i dem presenteres
i form av elektroniske kart som inneholder informasjon om objekter, samt rom
naturlig sammenheng mellom objekter og fenomener. Elektroniske kart skiller seg fra papirkart
ved at hvert konvensjonelt skilt (objekt) avbildet på det elektroniske kartet har et tilsvarende
det er lagt inn informasjon i databasen. Dette lar deg analysere dem i fellesskap
forbindelser med andre objekter. Ved å peke musepekeren, for eksempel på et bestemt område, kan du
få all informasjon som er lagt inn om ham i databasen (fig. 8.2).

Ris. 8.2. Hente informasjon om et objekt fra databasen

I tillegg fungerer geografiske informasjonssystemer med kartprojeksjoner,
som gir mulighet for projeksjonstransformasjoner av digitale og elektroniske kart
(Fig. 8.3).

Ris. 8.3. Velge en kartprojeksjon i GIS Mar!p& Pro&88yupa1

For tiden er det opprettet spesialiserte landgeografiske informasjonssystemer
emner, matrikkel, miljø og mange andre GIS.

Ved å bruke eksemplet på det administrative kartet over Tomsk-regionen, vil vi vurdere mulighetene til GIS.
Vi har en database som inneholder informasjon om arealstørrelsene til Tom-distriktene
region og antall innbyggere i hver bydel (fig. 8.4). Basert på disse dataene har vi
vi kan få informasjon om befolkningstettheten i Tomsk-regionen, i tillegg ca
gram konstruerer et kart over befolkningstetthet (fig. 8.5).

Ris. 8.4. Lage et tematisk kart basert på data lagt inn i databasen

Ris. 8.5. Befolkningstetthetskart over Tomsk-regionen, bygget automatisk

Dermed er de karakteristiske trekkene til GIS:

Geografisk (romlig) referanse av data;

Lagre, manipulere og administrere informasjon i en database;

Muligheter for å jobbe med projeksjoner av geografisk informasjon;

Innhenting av ny informasjon basert på eksisterende data;

Refleksjon av rom-tidsmessige forbindelser mellom objekter;

Evne til å raskt oppdatere databaser;

Digital relief modellering;

Visualisering og utdata av data.

Digital kartografi og GIS

I det siste tiåret har kartografi opplevd en periode med dyptgripende endringer og teknologiske innovasjoner forårsaket av databehandling av vitenskap, produksjon og samfunnet som helhet. Det var behov for å revidere og redefinere mange konsepter av denne vitenskapelige disiplinen. For eksempel, tilbake i 1987, ble det opprettet to arbeidsgrupper for kartografiske definisjoner og begreper innenfor International Cartographic Association. Dessuten var et av hovedspørsmålene som skulle studeres og løses spørsmålet om kartografi kan defineres uten begrepet "kart" og om GIS eller dets elementer bør inkluderes i denne definisjonen. I 1989. Arbeidsgruppen foreslo følgende definisjon: "Kartografi er organisering og kommunikasjon av geografisk referert informasjon i grafisk eller digital form; den kan omfatte alle stadier fra innsamling til visning og bruk av data." Begrepet "kart" er ikke inkludert i denne definisjonen, men foreslås å bli betraktet separat som "en helhetlig (dvs. holistisk, strukturell) representasjon og mental abstraksjon av geografisk virkelighet, beregnet på ett eller flere formål og transformerer den tilsvarende geografiske data til verk presentert i visuelle, digitale eller taktile former."

Disse definisjonene har forårsaket utbredt debatt blant kartografer, og som et resultat har det dukket opp en alternativ definisjon av kartografi, der det betraktes som «organisering, visning, kommunikasjon og bruk av romlig koordinert informasjon presentert i grafiske, digitale og taktile former; kan inkludere alle stadier fra datainnsamling før de brukes til å lage kart eller andre romlige informasjonsdokumenter."

I følge flertallet av moderne kartografer er ikke de teknologiske aspektene ved kartografi de viktigste i informatikktiden, og alle definisjoner av kartografi gjennom teknologi er feil. Kartografi forblir en anvendt, overveiende visuell disiplin der kommunikasjonsaspekter er av stor betydning. Det er også feil å vurdere datakart i betydningen deres likhet og umulig å skille fra kart laget for hånd. Den virkelige betydningen av GIS-teknologi ligger nettopp i muligheten for å lage nye typer verk. Med alt dette forblir kartografiens hovedoppgave kunnskapen om den virkelige verden, og her er det svært vanskelig å skille formen (kartografisk visning) fra innholdet (reflektert virkelighet). Fremgangen innen geografisk informasjonsteknologi har bare økt omfanget av data som er gjenstand for kartlegging og utvidet spekteret av vitenskapelige disipliner som krever kartografi. Skjerm-(display)kart og elektroniske atlas, som nå blir en del av nasjonale kartografiske programmer i mange land, styrker bare forbindelsene mellom kartografi og datagrafikk og GIS, uten å endre essensen av kartlegging.

Det skal bemerkes at digital kartografi i genetiske termer ikke er en direkte fortsettelse av tradisjonell (papir)kartografi. Den har utviklet seg med den generelle utviklingen av GIS-programvare og blir derfor ofte sett på som en sekundær GIS-komponent som, i motsetning til GIS-programvare, ikke krever en stor investering av innsats og penger. Dermed kan en utrent bruker som bruker eksisterende GIS-programvare etter flere dagers opplæring allerede lage et enkelt digitalt kart, men selv om en måned er han ikke i stand til å lage brukbar GIS-programvare. På den annen side, som kartografer bemerker, på grunn av dens tilsynelatende letthet og enkelhet, blir digital kartografi undervurdert med alle de påfølgende konsekvenser.

Digital kartografi har fått et eget liv og dens tilknytning til tradisjonell kartografi blir ofte sett på som helt unødvendig. Som du vet, krever det å lage et tradisjonelt papirkart ganske komplekst utstyr, samt et team av erfarne spesialister (kartografer-designere) som lager og redigerer kart og utfører rutinearbeid med å behandle primærmaterialet. Dette er en teknisk og teknologisk svært kompleks og arbeidskrevende prosess. På den annen side, for å lage et digitalt kart trenger du bare en personlig datamaskin, eksterne enheter, programvare og det originale (vanligvis papir) kartet. Enhver bruker får med andre ord muligheten til å lage digitale kart i form av ferdige produkter – digitale kart til salgs. Som et resultat er mange ikke-profesjonelle for tiden engasjert i digital kartlegging, og atskillelse fra teorien og metodikken til tradisjonell kartografi fører til tap av kvalitet i overføringen av geometriske og topologiske former for kartobjekter, fordi evnen til å tegne vel på papiret er ikke nok for digitalisering av høy kvalitet (digitalisering er en mer kompleks prosess, siden hvordan man kvalitativt må tilnærme kontinuerlige kurver med rette linjesegmenter). Samtidig lider kvaliteten på design: ofte utskrevne kart "ligner en viss tegning med et sett med fargeflekker, men ikke et kart."

Først nylig, med utviklingen av GIS-markedet, har behovet for digitale kart av høy kvalitet begynt å øke; brukere begynte å ta hensyn ikke bare til hastigheten på digitalisering av kort og deres lave pris, men også til kvaliteten. Antallet plasser der spesialister utdannes ved bruk av GIS-teknologi vokser; Vestlige systemer blir russifisert og ukrainert, og utvider sirkelen av potensielle GIS-brukere. Det er altså en tendens til kvalitativ utvikling av digital kartografi i kjølvannet av den generelle utviklingen av GIS-teknologi.

La oss vurdere noen funksjoner ved digital kartleggingsteknologi og hovedparametrene til digitale kart. Først av alt bør det bemerkes at på grunn av mangfoldet av problemer som løses ved hjelp av digitale kart, er det vanskelig å entydig bestemme universelle kriterier for deres kvalitet, derfor bør det mest generelle kriteriet være evnen til å gi en løsning på gitt problem. Dagens situasjon i det digitale kartmarkedet er slik at de i hovedsak er laget for et spesifikt prosjekt, i motsetning til tradisjonell kartografi, hvor eksisterende kartografiske materialer brukes som kartgrunnlag. Derfor bestemmes oftest opprettelsen av et digitalt kart ikke av etablerte og tidstestede instruksjoner, men av spredte og ikke alltid profesjonelt utarbeidede tekniske spesifikasjoner.

Digital kartkvalitet

Kvaliteten på et digitalt kart består av en rekke komponenter, men de viktigste er informasjonsinnhold, nøyaktighet, fullstendighet og korrekthet av den interne strukturen.

Informasjonsinnhold. Et kart som virkelighetsmodell har epistemologiske egenskaper, for eksempel som meningsfull korrespondanse (vitenskapelig basert visning av hovedtrekk ved virkeligheten), abstrakthet (generalisering, overgang fra individuelle begreper til kollektive, utvalg av typiske egenskaper ved objekter og eliminering av sekundære), romlig-temporal likhet (geometrisk likhet mellom størrelser og former, tidsmessige likheter og likheter mellom relasjoner, forbindelser, underordning av objekter), selektivitet og syntese (separat representasjon av felles manifesterte fenomener og faktorer, samt en enkelt helhetlig bilde av fenomener og prosesser som opptrer separat under reelle forhold). Disse egenskapene påvirker naturligvis kvaliteten på sluttproduktet - et digitalt kart, men faller hovedsakelig innenfor kompetansen til skaperne av det originale kartografiske verket: skaperne av et tradisjonelt kildekart er ansvarlig for informasjonsinnholdet, og når de lager et digitalt kart, er det viktig å velge denne kilden riktig og formidle riktig, med tanke på funksjonene til digital kartlegging og informasjonen i det originale kartet.

Fullstendighet Innholdsoverføringer. Verdien av denne parameteren avhenger hovedsakelig av teknologien for å lage et digitalt kart, det vil si hvor strengt operatørene kontrollerer tilgangen til digitale objekter. For kontroll kan det brukes en papirkopi av et digitalt kart trykket på plast i originalens målestokk. Når det digitale kartet senere påføres kilden, verifiseres innholdet i det digitale kartet og kildematerialet. Denne metoden kan også brukes til å vurdere kvaliteten på overføringen av objektformer, men den er uakseptabel for å vurdere feilen i posisjonen til konturene, siden utgangsenheten alltid produserer merkbare forvrengninger. Når du vektoriserer et raster, kan du raskt identifisere savnede objekter ved å kombinere lagene i det opprettede digitale kartet og rasterbakgrunnen.

Nøyaktighet. Konseptet med nøyaktighet av et digitalt kart inkluderer slike parametere som feilen i posisjonen til konturene i forhold til kilden, nøyaktigheten av overføringen av størrelsene og formene til objekter under digitalisering, samt feilen i posisjonen til kilden. konturer av det digitale kartet i forhold til terrenget knyttet til kilden til digital kartlegging (papirdeformasjon, rasterbildeforvrengning under skanning og etc.). I tillegg avhenger nøyaktigheten av programvaren, maskinvaren som brukes og digitaliseringskilden. For øyeblikket eksisterer to kartdigitaliseringsteknologier parallelt og utfyller hverandre - digitaliseringsinntasting og rasterdigitalisering (skanning). Praksis viser at det nå er vanskelig å snakke om fordelene med noen av dem. Under digitalisering av digitalisering utføres hoveddelen av arbeidet med å legge inn digitale kart av operatøren i manuell modus, det vil si at for å legge inn et objekt, flytter operatøren markøren over hvert valgt punkt og trykker på en knapp. Nøyaktigheten av input under digitalisering avhenger kritisk av operatørens dyktighet. Når du vektoriserer rasterkart, påvirker subjektive faktorer mindre, siden rastersubstratet lar deg hele tiden korrigere input, men overføringen av formen til objekter påvirkes av kvaliteten på rasteret og når kantene på rasterlinjen kuttes, bøyninger i den tegnede vektorlinjen begynner å vises, som ikke er forårsaket av den generelle formen på linjen, men av lokale forstyrrelser raster.

Korrekthet av indre struktur.

Det ferdige digitale kartet skal ha riktig intern struktur, bestemt av kravene til kort av denne typen. For eksempel er kjernen i det kartografiske delsystemet i GIS ved bruk av digitale vektorkart en flerlagsstruktur av kart (lag), over hvilke ende-til-ende søk og overleggsoperasjoner må utføres for å lage avledede digitale kart og bevare forbindelsen mellom objekter identifikatorer for de originale og avledede kartene. For å støtte disse operasjonene krever den topologiske strukturen til digitale kart i GIS krav som er mye strengere enn for eksempel kart som brukes til å løse automatiserte kartleggings- eller navigasjonsproblemer. Dette skyldes det faktum at konturene av objekter fra forskjellige kart (lag) må være strengt konsistente, selv om i praksis, til tross for den ganske nøyaktige digitaliseringen av kildekartene separat, denne koordineringen ikke oppnås, og når digitale kart legges over hverandre, falske polygoner og buer dannes. Avvik kan visuelt ikke skilles fra hverandre opp til en viss forstørrelsesskala, noe som er helt akseptabelt for automatiserte kartleggingsoppgaver som tar sikte på å lage tradisjonelle fastskalakart ved hjelp av en datamaskin. Dette er imidlertid helt uakseptabelt for funksjonen til GIS, når strenge matematiske apparater brukes til å løse ulike analyseproblemer. For eksempel må et topologisk kart ha en korrekt lineær nodal (polygoner må settes sammen fra buer, buer må kobles sammen ved noder osv.) og flerlagsstruktur (de tilsvarende grensene fra forskjellige lag faller sammen, buer i ett lag er nøyaktig tilstøtende til gjenstander til en annen osv. .d). Å lage den riktige strukturen til et digitalt kart avhenger av mulighetene til programvaren og digitaliseringsteknologien.

For tiden har det allerede dannet seg en hel digital kartindustri i verden, og et omfattende marked for digitale kart og atlas har utviklet seg. Det første vellykkede kommersielle prosjektet her bør tilsynelatende betraktes som Digital Atlas of the World (produsert av Delorme Mapping Systems), utgitt i 1988. Dette ble fulgt av British Domesday Project /100/, som et resultat av at et digitalt atlas over Storbritannia ble laget på optiske plater (militært topografisk undersøkelsesmateriale ble brukt som kildekart og topografiske baser). Siden 1992 har det amerikanske forsvarsdepartementets kartografiske byrå produsert og oppdatert et digitalt kart over verden (Digital Chart of the World - DCW) i en skala på 1:1 000 000 Nasjonale digitale atlas og generelle geografiske kart opprettet i mange land rundt om i verden. I fig. Figur 5.1 viser en svart-hvitt utskrift av et av fragmentene av det digitale verdensatlaset.

Digital kartografi - 3,7 av 5 basert på 6 stemmer

8.1. Essensen og målene for kurset "Digital kartografi"

Kurset "Digital kartografi" er en integrert del av kartografi. Han studerer og utvikler teori og metoder for å lage digitale og elektroniske kart, samt automatisering av kartografisk arbeid.

Kartografi har nå flyttet til et nytt kvalitativt nivå. På grunn av utviklingen av databehandling har mange prosesser for kartoppretting fullstendig endret seg. Nye metoder, teknologier og kartleggingsområder har dukket opp. Det er mulig å identifisere ulike områder som kartografi omhandler i dag: digital kartlegging, tredimensjonal modellering, datapubliseringssystemer osv. I denne forbindelse har det dukket opp nye kartografiske verk: digitale, (elektroniske og virtuelle) kart, animasjoner, tre- dimensjonale kartografiske modeller, digitale modeller terreng. I tillegg til å lage datakart, er det oppgaven å lage og vedlikeholde databaser med digital kartografisk informasjon.

Digitale kart er uatskillelige fra tradisjonelle kart. Det teoretiske grunnlaget for kartografi, akkumulert over århundrer, har forblitt det samme, bare de tekniske midlene for å lage kart har endret seg. Bruken av datateknologi har ført til betydelige endringer i teknologien for å lage kartografiske verk. Teknologien for å utføre grafisk arbeid har blitt mye enklere: arbeidskrevende tegning, gravering og annet manuelt arbeid har forsvunnet. Som et resultat gikk alle tradisjonelle tegnematerialer og rekvisita ut av bruk. En kartograf som kjenner programvaren kan raskt og effektivt fullføre komplekst kartografisk arbeid. Det er også mange muligheter for å utføre designarbeid på et meget høyt nivå: utforming av temakart, atlasforsider, tittelblader m.m.

Med introduksjonen av datateknologi ble prosessene med å kompilere og utarbeide kart for publisering kombinert. Det er ikke lenger behov for å lage en manuell kopi av høy kvalitet av kompilatorens original (publiseringsoriginal). Designoriginalen, laget på en datamaskin, gjør det svært enkelt å redigere og rette korrekturkommentarer uten at det går på bekostning av kvaliteten.

Fordelene med datateknologi er ikke bare den ideelle kvaliteten på grafisk arbeid, men også høy nøyaktighet, en betydelig økning i arbeidsproduktiviteten og en økning i utskriftskvaliteten til kartografiske produkter.

8.2. Definisjoner av digitale og elektroniske kartografiske verk

Det første arbeidet med å lage digitale kart begynte i vårt land på slutten av 70-tallet. For tiden er digitale kart og planer hovedsakelig laget av tradisjonelle originale kart og planer, kompilatororiginaler, sirkulasjonstrykk og annet kartografisk materiale.

Digitale kart er digitale modeller av objekter, presentert i form av plankoordinater x og y kodet i numerisk form og applikat z.

Digitale kart er logisk-matematiske beskrivelser (representasjoner) av kartlagte objekter og relasjonene mellom dem (forhold mellom terrengobjekter i form av kombinasjoner, skjæringspunkter, nærhet, høydeforskjeller i relieff, orientering til kardinalpunktene, etc.), dannet i koordinatene akseptert for konvensjonelle kart , projeksjoner, systemer med konvensjonelle skilt, under hensyntagen til reglene for generalisering og krav til nøyaktighet. Som vanlige kart varierer de i skala, tema, romlig dekning osv.

Hovedformålet med digitale kart er å tjene som grunnlag for dannelse av databaser og automatisk kompilering, analyse og transformasjon av kart.

Når det gjelder innhold, projeksjon, koordinat- og høydesystemer, nøyaktighet og layout skal digitale kart og planer fullt ut oppfylle kravene til tradisjonelle kart og planer. Alle digitale kart skal respektere topologiske forhold mellom objekter. Det finnes flere definisjoner på digitale og elektroniske kart i litteraturen. Noen av dem er gitt i dette emnet.

Et digitalt kart er en representasjon av kartfunksjoner i en form som lar en datamaskin lagre, manipulere og vise verdien av attributtene deres.

Et digitalt kart er en database eller fil som blir et kart når en GIS lager en papirkopi eller et bilde på skjermen (W. Huxhold).

Elektroniske kort– dette er digitale kart visualisert i et datamiljø ved bruk av programvare og maskinvare, i aksepterte projeksjoner, symbolsystemer, underlagt etablerte nøyaktighet og designregler.

Elektroniske atlas– dataanaloger av konvensjonelle atlas.

Kapitalatlas er laget ved hjelp av tradisjonelle metoder i svært lang tid, tiår. Derfor, veldig ofte, selv i prosessen med å lage, blir innholdet deres utdatert. Elektroniske atlas kan redusere produksjonstiden betydelig. Vedlikehold av elektroniske kart og atlas på moderne nivå, oppdatering av dem gjøres for tiden veldig raskt og effektivt.

Det finnes flere typer elektroniske atlas:

Atlas kun for visuell visning ("flipping") - seeratlas.

Interaktive atlas, der du kan endre design, metoder for skildring og klassifisering av kartlagte fenomener, og motta papirkopier av kart.

Analytiske atlas(GIS-atlass), som lar deg kombinere og sammenligne kart, utføre deres kvantitative analyser og evalueringer og legge kart over hverandre.

I mange land, inkludert Russland, er nasjonale atlas blitt opprettet og blir laget. National Atlas of Russia er en offisiell statlig publikasjon opprettet på vegne av regjeringen i Den russiske føderasjonen. Russlands nasjonalatlas gir et omfattende bilde av landets natur, befolkning, økonomi, økologi, historie og kultur (fig. 8.1). Atlaset består av fire bind: bind 1 - "Generelle kjennetegn ved territoriet"; bind 2 – «Naturen. Økologi"; bind 3 – «Befolkning. Økonomi"; bind 4 – «Historie. Kultur".

Ris. 8.1. Russlands nasjonale atlas

Atlaset utgis i trykt og elektronisk form (de tre første bindene, den elektroniske versjonen av det fjerde bindet vil bli utgitt i 2010).

Kartografiske animasjoner– dynamiske sekvenser av elektroniske kart som på dataskjermen formidler dynamikken og bevegelsen til avbildede objekter og fenomener i tid og rom (for eksempel bevegelse av nedbør,

kjøretøy i bevegelse osv.).

Vi ser veldig ofte animasjoner i hverdagen, for eksempel TV-værmeldingskart, hvor bevegelsene til fronter, områder med høy- og lavtrykk og nedbør er godt synlige.

For å lage animasjoner brukes alle slags kilder: fjernmålingsdata, økonomiske og statistiske data, data fra direkte feltobservasjoner (for eksempel ulike beskrivelser, geologiske profiler, observasjoner av værstasjoner, folketellingsmaterialer, etc.). Dynamiske (bevegende) bilder av kartografiske objekter kan være forskjellige:

− flytte hele kartet over skjermen og individuelle innholdselementer over kartet;

− endre utseendet til konvensjonelle skilt (størrelse, farge, form, lysstyrke, intern struktur). For eksempel kan befolkede områder vises som pulserende slag osv.;

− tegneseriesekvenser rammekart eller 3D-bilder. På denne måten kan du vise dynamikken i bresmeltingen, dynamikken i utviklingen av erosjonsprosesser;

− panorering, roterende datamaskinbilder;

− skalere bildet, bruke oppløsningseffekten eller fjerne objektet;

− skape effekten av bevegelse over kartet (fly rundt, kjøre rundt på territoriet).

Animasjoner kan være flate eller tredimensjonale, stereoskopiske og kan i tillegg kombineres med et fotografisk bilde.

Tredimensjonale animasjoner kombinert med et fotografisk bilde kalles virtuelle

ekte kart (illusjonen av ekte terreng skapes).

Teknologier for å lage virtuelle bilder kan være forskjellige. Som regel lages først en digital modell ved hjelp av et topografisk kart, fly- eller satellittbilde, deretter et tredimensjonalt bilde av området. Den er malt i fargene på den hypsometriske skalaen og deretter brukt som en ekte modell.

8.3. Konsept for geografiske informasjonssystemer (GIS)

De første geografiske informasjonssystemene ble opprettet i Canada, USA og Sverige for å studere naturressurser. Den første GIS-en dukket opp på begynnelsen av 60-tallet. I Canada. Hovedmålet med det kanadiske GIS var å analysere kanadiske landinventardata. I vårt land begynte slik forskning tjue år senere. For tiden er det i mange land forskjellige geografiske informasjonssystemer som løser en rekke problemer i forskjellige sektorer: økonomi, politikk, økologi, matrikkel, vitenskap, etc.

Det er dusinvis av definisjoner av GIS i den innenlandske vitenskapelige litteraturen.

Geografiske informasjonssystemer (GIS) – Hardware og software kom-

komplekser som gir innsamling, prosessering, visning og distribusjon av romlig

venekoordinert data (A.M. Berlyant). En av funksjonene til GIS er å lage og bruke datakart (elektroniske) kart, atlas og andre kartografiske verk.

Geografisk informasjonssystem er et informasjonssystem designet for å samle inn, lagre, behandle, vise og distribuere data, samt motta

basert på dem, ny informasjon og kunnskap om romlig koordinerte objekter og fenomener.

Essensen av enhver GIS er at den brukes til å samle inn, analysere, systematisere, lagre forskjellig informasjon og lage en database. Den mest praktiske formen for å presentere informasjon til brukere er kartografiske bilder, i tillegg kan informasjon presenteres i form av tabeller, diagrammer, grafer og tekster.

Et særtrekk ved GIS er at all informasjon i dem presenteres i form av elektroniske kart, som inneholder informasjon om objekter, samt den romlige referansen til objekter og fenomener. Elektroniske kart skiller seg fra papirkart ved at hvert symbol (objekt) avbildet på det elektroniske kartet tilsvarer informasjon som er lagt inn i databasen. Dette lar deg analysere dem i forhold til andre objekter. Ved å peke musepekeren, for eksempel på et bestemt område, kan du få all informasjon som er lagt inn om det i databasen (fig. 8.2).

Ris. 8.2. Hente informasjon om et objekt fra databasen

I tillegg fungerer geografiske informasjonssystemer med kartprojeksjoner, som tillater projeksjonstransformasjoner av digitale og elektroniske kart

Ris. 8.3. Velge en kartprojeksjon i GIS MapInfo Professional

For tiden er det opprettet spesialiserte landgeografiske informasjonssystemer, matrikkel, miljø og mange andre GIS.

Ved å bruke eksemplet på det administrative kartet over Tomsk-regionen, vil vi vurdere mulighetene til GIS. Vi har en database som inneholder informasjon om størrelsen på arealene til distriktene i Tomsk-regionen og antall innbyggere i hver bydel (fig. 8.4). Basert på disse dataene kan vi få informasjon om befolkningstettheten i Tomsk-regionen i tillegg bygger programmet et kart over befolkningstetthet (fig. 8.5).

Ris. 8.4. Lage et tematisk kart basert på data lagt inn i databasen

Ris. 8.5. Befolkningstetthetskart over Tomsk-regionen, bygget automatisk

Dermed er de karakteristiske trekkene til GIS:

− geografisk (romlig) referanse av data;

− lagre, manipulere og administrere informasjon i en database;

− evner for å jobbe med projeksjoner av geografisk informasjon;

− innhenting av ny informasjon basert på eksisterende data;

− refleksjon av rom-tidsmessige forbindelser mellom objekter;

− evne til å raskt oppdatere databaser;

− digital relief modellering;

− visualisering og datautgang.

8.3.1. GIS-undersystemer

GIS består av en rekke blokker, hvorav de viktigste er input, prosesseringsblokk

og informasjonsutgang (fig. 8.6).

Ris. 8.6. GIS struktur

Informasjonsinntastingsblokk omfatter innsamling av data (tekster, kart, fotografier osv.) og enheter for å konvertere informasjon til digital form og legge den inn i dataminnet eller i en database. Tidligere ble spesielle enheter, digitalisatorer, mye brukt til dette formålet - enheter med manuell sporing av objekter og automatisk registrering av deres koordinater. Foreløpig er de fullstendig erstattet av automatiske enheter - skannere. Det skannede bildet digitaliseres ved hjelp av spesiell programvare. Alle egenskaper ved digitaliserte objekter, inkludert statistiske data, legges inn fra datamaskinens tastatur. All digital informasjon går inn i en database.

En database er en samling av informasjon organisert på en slik måte at den kan lagres på en datamaskin.

Dannelse av databaser, tilgang og arbeid med dem sikres ved databasestyringssystem (DBMS), som lar deg raskt finne den nødvendige informasjonen og utføre den videre behandlingen.

Samlinger av databaser og deres styringsverktøy danner databanker.

Informasjonsbehandlingsenhet inkluderer bruk av diverse programvare som lar deg binde et rasterbilde til et spesifikt koordinatsystem, velge ønsket projeksjon, automatisk generalisere innholdselementer, konvertere et rasterbilde til et vektorbilde, velge bildemetoder, bygge tematiske og topografiske kart, kombinere dem med hverandre, og designer også kartografiske verk.

Informasjonsutgangsblokk– inkluderer enheter som lar deg vise kartresultater, samt tekster, tabeller, grafer, diagrammer, tredimensjonale bilder osv. Dette er skjermer (displays), utskriftsenheter (printere), plottere osv.

GIS for produksjonsformål inkluderer også et kartpubliseringsdelsystem, som lar deg produsere trykte skjemaer og skrive ut kopier av kart.

8.3.2. Organisering av data i GIS

Dataene som brukes i GIS kan være svært forskjellige: resultatene av geodetiske og astronomiske observasjoner, feltobservasjonsdata (geologiske profiler, jordseksjoner, folketellingsmaterialer, etc.), ulike kart, bilder, statistiske data, etc.

Data i GIS har en lag-for-lag organisering, det vil si at informasjon om objekter med samme tematiske innhold lagres i ett lag (hydrografi, relieff, veier, etc.).

Et GIS-kart består således av et sett med informasjonslag (fig. 8.7). Hvert lag inneholder forskjellige typer informasjon: områder, punkter, linjer, tekster, og sammen utgjør de et kart.

Ved å distribuere objekter i lag kan du raskt redigere objekter, arbeide med spørringer og gjøre ulike endringer. Lag på kartet kan administreres: byttes ut, deaktiveres synlighet, blokkeres, fryses, slettes osv.

Når du lager et digitalt kart, må lag ordnes i en bestemt rekkefølge, så når du lager et nytt lag, plasseres det på et bestemt sted. Bakgrunnselementlagene må plasseres under linjeelementlagene slik at de ikke skjuler bildet. Sekvensen for lagplassering formidler riktig overlegg av linje- og bakgrunnselementer på kartet.

Antall lag for hvert kart kan være forskjellig og avhenger av formålet med kartet og oppgavene som skal løses ved hjelp av dette kartet. En svært viktig oppgave er riktig sammensetning av lag og fordeling av objekter mellom lag. Det bør huskes at et stort antall lag kan gjøre arbeidet med kartet vanskelig.

I dag råder et meget høyt nivå av automatisering, og dette gjenspeiles i nesten alle områder av menneskelig aktivitet. I forbindelse med denne relevansen av teknologiske fremskritt har det oppstått digital kartografi, som er databehandling og analyse av kartografisk informasjon. For øyeblikket er digital kartografi den mest populære innen sitt vitenskapelige felt, siden opprettelsen av kartografiske bilder nå utføres på en datamaskin.

Digital kartografi kan ikke kalles en egen disiplin eller seksjon. Dette er mest sannsynlig et effektivt verktøy som lar deg enkelt og raskt behandle kartdata ved hjelp av en PC. Imidlertid er påvirkningen av digital kartografi på vitenskapen veldig sterk, og denne metoden for å vise terreng har radikalt endret prinsippet om å visualisere territoriet.

La oss sammenligne digital kartografi med den gamle måten å lage kart på. I gamle tider brukte kartografer dager og netter på kartet, og sporet hvert element med blekk. Denne typen arbeid var veldig møysommelig, og lønnskostnadene var rett og slett uberettiget. Nå har teknologien for å lage kart endret seg betydelig, og nå gjøres alt rutinearbeidet av en datamaskin, og mye raskere. Ved behandling av kartografisk informasjon på en PC brukes spesielle automatiserte systemer, som har omfattende funksjonalitet, bestående av verktøyene som er nødvendige for å lage kart. På grunn av deres fleksibilitet gir automatiserte kartsystemer et vell av muligheter til moderne kartografer som virkelig forenkler og forbedrer prosessen med å illustrere terreng.

"...Digital kartografi: en del av kartografi som dekker teori og praksis for å lage og bruke digitale kartografiske produkter..."

Kilde:

"GOST 28441-99. Digital kartografi. Vilkår og definisjoner"

(satt i kraft ved dekret av den russiske føderasjonens statsstandard datert 23. oktober 1999 N 423-st)

- vitenskapen om geografi kart vokste ut av måling av jorden, fra de forespørslene og behovene som oppsto da vi ble kjent med andre land, fra kosmologien. spekulasjon...
Antikkens verden. encyklopedisk ordbok
- Vitenskapen om geografi. kart vokste ut av Jordens dimensjon, fra de forespørslene og behovene som oppsto etter hvert som vi ble kjent med andre land, fra kosmologien. spekulasjon...
Antikkens ordbok
– Allerede ved første øyekast er de slående ytre forskjellene mellom middelalderkart og moderne kart slående. Middelalderen kjente ikke til topografiske undersøkelser...
Ordbok for middelalderkultur
- Kartografi er vitenskapen om å vise og forstå naturlige og sosioøkonomiske geosystemer gjennom kart som modeller...
Geografisk leksikon
- vitenskapen om geografiske kart, metoder for deres kompilering og bruk ...
Geologisk leksikon
- ".....
Offisiell terminologi
- vitenskapen om geografiske kart, metoder for deres opprettelse og bruk. Denne vanligste definisjonen av K. gjenspeiler dens tekniske aspekter...
Stor sovjetisk leksikon
- vitenskapen om geografiske kart, metoder for å lage og bruke dem ...
Moderne leksikon
- vitenskap, inkludert teori, metodikk og tekniske teknikker for å lage og bruke geografiske kart, jordkloder, kart over månen, planeter, stjernehimmel osv. Det er delt inn i kartografi, matematisk kartografi,...
Stor encyklopedisk ordbok
- R., D., Pr....
Staveordbok for det russiske språket
- kartografi,...
Sammen. Fra hverandre. Bindestrek. Ordbok-oppslagsbok
- KARTOGRAFI, -i, kvinne. Vitenskapen om å lage kart, så vel som deres kompilering...
Ozhegovs forklarende ordbok
- KARTOGRAFI, kartografi, mange. nei, kvinne . Læren om teknikker for å tegne geografiske kart. || Samme som kartlegging...
Ushakovs forklarende ordbok
- kartografi 1. En vitenskapelig disiplin som studerer metoder for å lage og bruke kart I. 2...
Forklarende ordbok av Efremova
- kartograf...
Russisk rettskrivningsordbok
- KARTOGRAFI og, g. kartografi f. Vitenskapen om å lage geografiske kart. BAS-1. || Samme som kartlegging. BAS-1. - Lex. Toll 1864: ...
Historisk ordbok for gallisisme av det russiske språket

"Digital kartografi" i bøker

15.1. Drømmekartografi

Fra boken Dreaming Workshop of Ravenna. Etappe 1-2 forfatter Balaban Alexander

Digitalt puslespill

Fra boken The Hardest Puzzles from Vintage Magazines forfatter Townsend Charles Barry

Digitalt puslespill Dette puslespillet ble laget av det berømte snakkende neshornet Rupert. Ordne fire tall - 2,3,4 og 5 - og tegnene "+" og "=" på en slik måte at du får et regneeksempel. Dette puslespillet er bare enkelt for første gang

Kartografi

forfatter

Kartografi Geografiske kart er et av geografiens hovedspråk. Dette språket, som et middel til å uttrykke folks ideer om deres omkringliggende geografiske miljø og overføre romlig informasjon, er eldre enn noen form for skrift. Kjent

Gammel kartografi

Fra boken Another History of Science. Fra Aristoteles til Newton forfatter Kalyuzhny Dmitry Vitalievich

Antikkens kartografi Strabo hadde helt rett da han skrev at det mest nøyaktige bildet av jordoverflaten er en stor jordklode. Men siden den offisielle historien feil daterer tidspunktet for hans liv, viser det seg at denne ideen ble realisert i

KARTOGRAFI BEKREFTER

Fra forfatterens bok

KARTOGRAFI BEKRÆFTER I følge moderne historieskrivning dukker Rus opp først på 800-tallet. n. e. Dette strider mot det jeg argumenterer for i denne monografien. Et alvorlig argument fra mine motstandere er påstanden om at hvis Russland (Russland) eksisterte før dette

Digitalkamera

Fra boken 100 store teknologiske underverker forfatter Mussky Sergey Anatolievich

Digitalkamera I 1989 produserte Svema-fabrikken det siste parti amatørfilm i 8 mm-format, for fem år siden ble det siste laboratoriet for å utvikle denne filmen stengt, og litt senere forsvant alle nødvendige kjemikalier fra salg... Så, på vår

Kartografi

TSB

Historisk kartografi

Fra boken Great Soviet Encyclopedia (KA) av forfatteren TSB

"Geodesi og kartografi"

Fra boken Great Soviet Encyclopedia (GE) av forfatteren TSB

Matematisk kartografi

Fra boken Great Soviet Encyclopedia (MA) av forfatteren TSB

Økonomisk kartografi

Fra boken Great Soviet Encyclopedia (EC) av forfatteren TSB

Digitalt system

Fra boken Great Soviet Encyclopedia (CI) av forfatteren TSB

Digitalt videokamera

Fra boken Tusen og ett tips for hjem og liv forfatter Polivalina Lyubov Alexandrovna

Digitalt videokamera Som allerede nevnt er digitale videokameraer dyrere enn analoge kameraer, og er derfor ikke alltid tilgjengelige for den gjennomsnittlige forbrukeren. Opptak gjøres i Digital-8 og MiniDV-formater på en DV-kassett. De har alle de samme funksjonene som brukes i analoge kameraer.

Digital teknologi

Fra boken Guide to Radio magazine 1981-2009 forfatter Tereshchenko Dmitry

Digital teknologiteller for elektroniske klokker Korotaev G.1981, nr. 1, s. 46. MusikkboksPolin A.1981, nr. 2, s. 47. Digital eksponeringsmålerPsurtsev V.1981, nr. 3, s. 23. Digital eksponeringsmålerPsurtsev V.1981, nr. 4, s. 30. Stoppeklokke-timer fra B3-23 For National Economy and Life Zaltsman Yu 1981, nr. 5, s.

Digital signatur.

Fra boken PGP: Koding og kryptering av offentlig nøkkelinformasjon. forfatter Levin Maxim

Digital signatur. En stor fordel med offentlig kryptografi er også muligheten til å bruke en digital signatur, som lar mottakeren av en melding verifisere identiteten til avsenderen av meldingen, samt integriteten (troskapen) til den mottatte meldingen.