Исследование методики представления элементов рельефа при создании топографической основы геоинформационных систем
Цифровая топографическая информация – важнейший элемент информационного обеспечения и пространственного моделирования в геоинформационных системах. Цифровые топографические карты (ЦТК) часто ассоциируют с базовыми пространственными данными - основами, на которые наносят тематическую информацию. Топооснова – это самая точная карта.
Рельеф является важнейшим элементом топоосновы. Изображение рельефа на топографических картах дает полное и достаточно подробное представление о неровностях земной поверхности, их форме и взаимном расположении, превышениях и абсолютных высотах точек местности, преобладающей крутизне и протяженности скатов.
Потребность в цифровых топографических основах велика, однако предложение хронически отстает от спроса: найти на нужную территорию и нужного масштаба качественные векторные данные (такие как рельеф), пригодные для решения пространственных задач, - большая проблема.
В отсутствие централизованной информации и при действующем режиме секретности, естественно, сформировался стихийный рынок. Многие пользователи вынужденно решали не свою задачу, оцифровывая топографические карты по своему усмотрению. Следствием информационной разобщенности стало дублирование топографических основ разными ведомствами и организациями. При попытках обмена пространственными данными неизбежно возникают трудности, связанные с совместимостью данных из разных источников в единой информационной среде [1]. Одна из главных проблем – отсутствие, в силу разных причин, описания координатной системы и параметров проекции, без которых невозможно совмещение данных в едином координатном пространстве. Другая проблема - однозначного восприятия и толкования топографической информации – возникает из семантической несовместимости данных, полученных из разных источников, вследствие того, что они разнородны по структуре, способам кодирования и представления семантической информации.
Широкое внедрение в органах государственной власти, вооруженных силах геоинформационных технологий требует оперативного создания и своевременного обновления государственных топографических карт в цифровом виде.
Проблематика работы состоит в том, что в основных положениях по созданию топографических карт рассматриваются лишь требования к исходным картографическим материалам и не затрагиваются проблемы цифрового описания объектов рельефа.
Целью исследования является разработка методики представления элементов рельефа при создании топографической основы геоинформационных систем. Для достижения данной цели, необходимо было решить следующие задачи:
1. Изучить различные аспекты исследуемой области; проанализировать соответствующую нормативно-правовую базу; на основе комплексной оценки выбрать программно-инструментальные средства.
2. Разработать методику цифрового представления элементов рельефа.
3. Выполнить экспериментальную апробацию разработанной методики.
Практическое значение. Разработанная методика может быть широко использована при создании тематических ГИС.
Например, составляется множество производных морфометрических карт: глубины и густоты расчленения, овражности, озерности, закарстованности территории, крутизны, длины, экспозиции и освещенности склонов, кривизны и асимметрии разного порядка, остаточного рельефа, продольных профилей речных долин и их деформаций.
Структура и объем работы. Дипломная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего наименования источников.
Во введении обоснована актуальность и практическая значимость темы, поставлены цели и определены задачи исследования, описаны предмет и методы исследований.
В первой главе рассматриваются основные положения и требования к представлению элементов рельефа при создании топографической основы геоинформационных систем.
Во второй главе разрабатывается методика представления элементов рельефа при создании топографической основы геоинформационных систем, а также производится выбор комплекса программно-инструментальных средств.
В третьей главе дипломной работы разработанная методика апробируется на примере создания цифровой карты масштаба 1:50000.
В заключении подведены итоги дипломной работы и сформулированы основные выводы исследований.
1. АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К ПРЕДСТАВЛЕНИЮ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЬЕФА ПРИ СОЗДАНИИ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ………………………………………………………………………………………….7
1.2. Руководящие документы.. 8
1.3. Исходные материалы для выполнения работ. 9
1.4. Основные требования к представлению элементов рельефа. 10
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЬЕФА ПРИ СОЗДАНИИ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ ГИС.. 18
2.1. Обоснование выбора программно-инструментальных средств. 18
2.2. Описание общей технологической схемы.. 21
2.3. Разработка методики представления элементов рельефа при создании топографической основы ГИС средствами программного комплекса «ГИС «Карта» (Панорама)». 29
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МЕТОДИКИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЕЛЬЕФА ПРИ СОЗДАНИИ ТОПОГРАФИЧЕСКОЙ ОСНОВЫ ГИС.. 61
3.1. Основные этапы апробации разработанной методики. 63
3.2. Контроль качества векторной карты. 78
3.3. Сравнение с системой контроля качества программного комплекса «Нева». 86
4. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ 92
4.1. Характеристика организации работ. 92
4.2. Обоснование косвенной экономической эффективности проделанной работы.. 93
4.3. Расчет себестоимости дипломной работы.. 95
4.4. Оценка значимости дипломной работы.. 96
5. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЕСПЕЧЕНИЮ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА.. 98
5.1. Анализ опасных и вредных факторов, воздействующих на ГИС-специалиста. 98
5.2. Организация рабочего места ГИС-специалиста. 104
2. Условные знаки для топографических карт масштабов 1:25 000 - 1:100 000. РИО ВТС 1983.
3. Руководство по картографическим и картоиздательским работам. Часть 1. Составление и подготовка к изданию топографических карт масштабов 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000. РИО ВТС, 1978.
4. Основные положения по созданию и обновлению топографических карт масштабов 1:10 000 - 1:1 000 000. РИО ВТС,1984.
5. Основные положения по созданию и обновлению цифровых топографических карт. М. Госгисцентр, 1996.
6. Инструкция по обновлению топографических карт масштабов 1:10 000 – 1:50 000. РИО ВТС, 1969.
7. ГОСТ 51605-2000 Карты цифровые топографические. Общие требования.
8. ГОСТ 51606-2000 Карты цифрового описания картографической продукции. Общие требования.
9. ГОСТ Р 51607-2000 Карты цифровые топографические. Правила цифрового описания картографической информации. Общие требования.
10. ОСТ 68-4.1-03 Карты цифровые топографические. Оценка качества данных. Основные положения. М. ЦНИИГАиК, 2003.
11. ОСТ 68-4.2-03 Карты цифровые. Методы оценки качества данных. Общие требования. М. ЦНИИГАиК, 2003.
12. Правила цифрового описания картографической информации цифровых и электронных карт. Часть 1. Общие положения и особенности цифрового описания объектов. Утверждены начальником ТС ВС 21.06.99 г.
13. Правила цифрового описания картографической информации цифровых и электронных карт. Часть 2. Правила цифрового описания объектов. Утверждены начальником ТС ВС 21.06.99г.
14. Требования к топологичности объектов электронной карты. Утверждены начальником ТС ВС РФ 18.12.96 г.
15. Временные положения по организации производства сводок номенклатурных листов электронных карт масштабов 1:25 000 – 1:100 000. М., РИО, 2004 г.
16. Классификатор ЦТК масштаба 1:25 000, 1:50 000 (25Т05G.RSC от 30.11.2005 г., 50Т05G.RSC от 01.03.2007 г.), введен в действие распоряжением Роскартографии от 31.03.2008 г. № 12-р.
17. Технологическая инструкция (РД-19.10-И) Технология создания и обновления цифровых топографических карт базовых масштабов (1:10 000 – 1:50 000) по космическим сканерным изображениям. ЦНИИГАиК, 2007 г.
20. «ГИС «Карта» (Панорама) 2011». Руководство пользователя, Ногинск, 2011 г.
21. Панорама. Создание и редактирование векторных карт. Ногинск 1991-2000 гг.
22. Панорама. Редактор векторной карты. Руководство пользователя. Ногинск, 1991-2000 гг.
23. Типовые редакционно-технические указания по созданию цифровых топографических карт открытого пользования масштаба 1:25 000 - 1:50 000, Москва, 2011 г.
