Лист обычной топографической карты – это результат работы сложного научно-производственного конвейера, в котором реализованы достижения науки и техники нескольких поколений ученых и специалистов разного профиля; к этим достижениям относятся:
- математическая основа, включающая больше десятка картографических проекций,
- система разграфки и номенклатуры,
- наборы условных знаков для всего масштабного ряда карт,
- высокопроизводительные способы съемки местности,
- технология создания оригиналов на жесткой недеформируемой основе,
- способы тиражирования цветных оттисков карт самого разного назначения.
Всеобщая информатизация и компьютеризация проявляются кроме всего прочего в создании цифровых моделей самых разных объектов и явлений. В этом смысле топографические карты, являясь графической моделью земной поверхности, уже не удовлетворяют современным требованиям, и основным продуктом топографии становятся цифровые топографические карты.
Цифровая топографическая карта – это набор метрической (числовой), семантической (описательной) и логической информации об участке земной поверхности, хранящийся в закодированном виде на каком-либо носителе, доступном для компьютера. Компактность хранения информации, оперативность ее обновления и широкий набор возможностей применения ее для решения различных задач – обязательные атрибуты цифровых карт. Существующие технические и программные средства позволяют просматривать и редактировать цифровую карту на экране дисплея, выполнять различные расчеты, готовить и выводить на принтер или плоттер необходимые документы.
Цифровая топографическая карта, являясь цифровой моделью местности, должна не только включать в себя прежнюю – графическую – модель, но и обладать рядом новых свойств, расширяющих и упрощающих использование геодезической информации.
В геодезии появился термин ГИС – геоинформационная система. В отличие от других автоматизированных информационных систем в геоинформационных системах используется информация о земной поверхности и об объектах естественного и искусственного происхождения, расположенных на ней и вблизи нее, то-есть, информационной основой ГИС являются данные о земной поверхности, представляемые в виде цифровых карт.
Некоторые сферы применения ГИС:
- инвентаризация и учет природных ресурсов,
- территориальное управление,
- ведение различных кадастров (земельного, водного, лесного, городского и др.),
- управление крупными топливно-энергетическими комплексами,
- управление транспортом,
- управление службами безопасности (армия, внутренние войска, ФСБ),
- городское управление,
- управление недвижимостью и т.д.
Задачи, решаемые с помощью цифровых карт. К настоящему времени уже определился круг проблем, при решении которых цифровым картам принадлежит решающая роль; перечислим их:
- Оперативное нанесение и визуализация обстановки. Цифровая топографическая карта служит основой, на которую накладывают слой специальной информации, например, дислокацию войск, экологическую обстановку, план работ по устранению стихийных бедствий и экологических катастроф и т.д.,
- Оперативное документирование. Цифровая карта с нанесенной на ней обстановкой выводится на твердую основу (бумагу, пластик и т.п.) и в таком виде после соответствующего оформления и регистрации становится документом.
- Издательская деятельность. Различные варианты цифровой карты, отличающиеся как содержанием, так и полнотой, могут тиражироваться и распространяться среди потребителей.
- Решение расчетно-аналитических задач, связанных с обработкой данных о земной поверхности. К этим задачам относятся:
- управление и планирование,
- проектирование, в том числе моделирование природных и социальных процессов,
- расчеты, связанные с капитальным строительством, прокладкой путей сообщения и линий связи,
- штурманско-навигационные задачи по выбору пути, прокладке курса или отслеживанию движения тех или иных транспортных средств.
Программа цифрового картографирования России. В 1993 году в Роскартографии был разработан проект программы цифрового картографирования Российской Федерации; основными целями программы определены:
- создание единого, постоянно обновляемого государственного цифрового фонда картографической информации,
- создание индустрии разработок ГИС различного назначения,
- создание администрации и технической службы ведения картографических баз и банков данных,
- обеспечение всех заинтересованных потребителей, в первую очередь государственных органов, необходимой информациней.
Постановлением Правительства России от 3 мая 1994 года N 418 утверждены основные положения федеральной целевой программы до 2000 года “Прогрессивные технологии картографо-геодезического обеспечения Российской Федерации”. В этой программе в частности предусмотрено:
- создание цифровых карт масштабов 1:1 000 000 – 1:10 000 и на их основе – федерального и региональных фондов этих карт на территорию Российской Федерации,
- создание геоинформационных систем различного ранга и назначения, в том числе на 1-м этапе (1994 – 1996 г.г.) ГИС органов государственного управления, ГИС государственных границ и ряда региональных ГИС, а на 2-м этапе (1996 – 2000 г.г.) – муниципальных территориальных и отраслевых ГИС.
В январе 1995 года Правительство России приняло Постановление N 40 “Об организации работ по созданию геоинформационной системы для органов государственной власти”, в которой организация работ по созданию указанной ГИС поручалась Роскартографии. К разработке данной системы привлекались другие министерства и ведомства РФ, такие как Минэкономики, Миннауки с участием РАН и АТН, Минсвязи, Минприроды, Госкомимущества, Гостехкомиссия, Роскоминформ, ФАПСИ и др. совместно с органами исполнительной власти.
В настоящее время Роскартография является крупнейшим производителем цифровой картографической продукции в стране; работы по созданию цифровых карт ведутся в шести центрах геоинформации:
- Сибгеоинформ (г. Новосибирск),
- Росгеоинформ (г. Москва),
- Севзапгеоинформ (г. Санкт-Петербург),
- Уралгеоинформ (г. Екатеринбург),
- Востсибгеоинформ (г. Иркутск),
- Дальгеоинформ (г. Хабаровск), а также в некоторых других организациях.
Технологическая схема создания цифровой карты. В технологии создания топографических карт различают “чистое создание” и обновление. Образно говоря, топографическая карта устаревает уже в момент ее издания, так как ситуация на местности изменяется постоянно, а потому при накоплении определенного процента изменений карта подлежит обновлению и переизданию.
На начальном этапе большинство цифровых карт создавались методом дигитализации (координирования множества точек) по оригиналам обычных топографических карт; затем были внедрены более совершенные растровые технологии. По официальным сообщениям в настоящее время уже создана цифровая карта масштаба 1:1 000 000 на всю территорию России, на очереди – создание цифровых карт более крупных масштабов.
При “цифровании” существующих топографических карт возникает необходимость получения дополнительной информации о местности, которой на обычных картах просто нет, поэтому и здесь приходится выполнять некоторые процессы “цифровой топографии”.
При издании цифровой карты на территории, где топографическая карта нужного масштаба отсутствует, и при обновлении цифровых карт применяется принципиально новая технология, в которой можно выделить следующие крупные процессы:
- создание геодезической основы (съемочного обоснования),
- получение аэроснимков местности,
- дешифрирование снимков и сбор семантической информации,
- создание файлов цифровой карты путем ввода информации в ПК.
В каждом из этих процессов имеется множество проблем, которые всегда возникают при отработке новых технологий. Применительно к цифровым картам это проблемы:
- стандартных и произвольных рамок листов карт,
- полноты объектового состава,
- правил описания объектов,
- точности планового и высотного положения объектов,
- согласования метрического положения объектов,
- форматов представления данных,
- технического и программного обеспечения и т.д.
Исследования по решению перечисленных проблем выполняются как в специализированных научных организациях Роскартографии, так и в учебных заведениях геодезического профиля.
