Отличие ЦММ от ЦТК

4. Отличие ЦММ от ЦТК

1. Цифровая топографическая основа не должна слепо копировать бумажный оригинал, а создаваться с учетом требований работы с пространственными данными в ГИС. Отсюда, необходимо четко разделить понятия цифровой топографической карты(ЦТК) и цифровой модели местности (ЦММ), хотя они, безусловно, взаимосвязаны. Пока эти термины практически тождественны.

Бумажная карта ориентирована, в основном, на визуальное восприятие и анализ картографического изображения. Цифровая карта предоставляет несравнимо большие возможности для работы с пространственными данными, но и требования к таким картам должны быть иными, поскольку обработка данных рассчитана не только и не столько на зрительный анализ, сколько на компьютерные технологические возможности.

Во избежание терминологической путаницы предлагаем закрепить за термином ЦТК цифровой аналог бумажной топографической карты, включая параметры проекции листа карты, весь набор объектов и их атрибутов, в принятых для топокарт условных знаках, а также элементы зарамочного оформления, с сохранением за этими данными соответствующего режима секретности. Основное назначение ЦТК - поддержка и воспроизводство бумажного оригинала.

В отличие от ЦТК, цифровые модели местности (ЦММ) нацелены на моделирование местности, а не бумажной основы, с которой они могут производиться. При этом, основная задача - дать правильное представление о местоположении, метрических параметрах и взаимоотношениях между пространственными объектами, а не их отображениями на бумаге.

ЦММ не ограничены бумажным полем карты, поэтому они, например, будут содержать полные названия и характеристики объектов без вынужденных сокращений из-за отсутствия места для их отображения. Объекты полностью, а не только те отдельные участки, где нанесены надписи (например, названия рек), будут иметь характеризующие их атрибуты. Площадные объекты, выражаемые в масштабе карты, отображаются площадным геометрическим примитивом, а не набором разбросанных значков (например, болота), а те пространственные объекты, которые не выражаются в масштабе карты — точечными примитивами (например, мосты небольшой протяженности). Кроме того, все объекты должны быть топологически согласованными, независимо от того, видны ли дефекты топологии «на глаз» или нет. Речь идет о том, что контуры лесов даже «чуть-чуть» не должны перекрываться водными объектами, а переправы быть в стороне от рек. Кварталы должны быть в пределах границ населенного пункта, а уличная сеть не должна пересекать здания и строения.

Другими словами, в ЦММ информация должна быть организована так, чтобы при обработке данных машина могла ее однозначно интерпретировать. Для этого придется отказаться от оцифровки штрихов на болоте (как это делается некоторыми поставщиками ЦТК), не допускать разрывов для сетевых объектов - гидрографии, дорог, коммуникаций и т.д., и т.п. Но можно будет в ЦММ не вводить избыточные для цифровой модели элементы, которые необходимы на бумажной карте, такие как бергштрихи, стрелки направления течения или густая координатная сетка.

2. Хранение данных в ЦММ может быть организовано единым массивом в виде бесшовных карт. В современных геоинформационных системах, способных обрабатывать большие объемы данных, дробление информации по номенклатурным листам только мешает работе.В случае, если вы держите цифровую информацию полистно, вам нужно подгружать, например, одни и те же слои цифровых данных столько раз, сколько у вас листов, и столько же раз осуществлять запросы к пространственной информации при ее анализе. Если объекты находятся на нескольких листах карты, то они считаются отдельными - то есть имеют отдельную длину, площадь и т.д.

Деление карт на номенклатурные листы оправдано лишь в том случае, если требуется оформление и производство бумажных карт, но тогда мы будем говорить не о ЦММ, а о ЦТК. Большинству же пользователей нужна бесшовная топографическая основа на конкретную территорию, как правило, в границах административного образования. В идеале нужно стремиться к формированию доступных банков данных на национальном, федеральном и местном (муниципальном) уровнях. Допустимые формы хранения - бесшовное (единым массивом), библиотеками (по номенклатурным листам или административным единицам), отдельными структурными единицами (номенклатурный лист или произвольная территория).

3. Для унифицированного представления топографических данных с разным уровнем генерализации (пространственной и семантической) требуется сквозной классификатор объектов местности.

5. Передача информации на бумажной карте осуществляется через условный знак и текст. Ее адекватное воспроизведение на цифровой карте осуществляется через классификационный код объекта, которому присваивается соответствующий условный знак, и набор атрибутивных полей. Единая структура описания семантической информации должна включать:

- поле классификационного кода объекта;

- поле, содержащее собственное название объекта;

- поля, содержащие дополнительные характеристики объекта (количественные или качественные).

Отдельные атрибутивные поля, не содержащие уникальные характеристики объекта, ссылаются на справочные таблицы (домены), в которых приведены допустимые значения кодов для атрибутов объектов. Классификатор также включается в структуру базы данных в качестве домена объектного состава ЦММ.

6. Важный вопрос обновления данных. Для ЦММ имеет смысл поддерживать слой обновления данных, который не обязательно будет соответствовать номенклатурному делению на листы. Например, под заказ на определенную территорию возможно обновление данных ЦММ по материалам космической съемки. Информацию об актуальности данных можно получить из сдоя номенклатурной разграфки, так как в большинстве случаев ЦММ создается по существующим топографическим картам, а также из слоя, который создается при обновлении данных по другим источникам. Область обновления поддерживается как полигональный объект, к которому приписывается информация об источнике обновления и организации, выполняющей данную работу.

Актуализация баз данных может осуществляться в многопользовательском режиме. Лучшее решение для этого - сетевые ГИС, которые дают возможность многим пользователям одновременно работать с одним набором пространственных данных и согласованно вносить изменения в данные разными пользователями, не нарушая при этом целостности базы данных.

7. Основным препятствием к открытой информационной среде является пресловутая секретность топокарт, обусловленная некоторыми специфическими особенностями их содержания. Однако проблему можно решить, если не включать секретную информацию в ЦММ открытого использования. Такой «объектный» подход к засекречиванию цифровых карт уже не раз предлагался многими ГИС-специалистами, и до сих пор обсуждается на всех конференциях, посвященных этому вопросу. За ЦММ открытого доступа нужно оставить только те объекты топокарт и их характеристики, которые не подпадают под режим секретности и не являются избыточными (как, например, бергштрихи). Хранение таких данных должно осуществляться в одной из открытых координатных систем.

8. Условные знаки для объектов ЦММ должны быть упрощены по сравнению с традиционными, поскольку сложные, многослойные условные знаки существенно тормозят вывод карты на экран. Да и с эстетической точки зрения бумажные условные знаки не всегда пригодны для использования на ярком экране. Для ЦММ возникает возможность выводить или скрывать некоторые детали содержания и надписи в зависимости от рабочего масштаба отображения цифровой карты, что, следует заметить, невозможно сделать для бумажной основы и неприемлемо для ЦТК. Более того, объект может менять свой условный знак в зависимости от того, в каком масштабе его про сматр и вают.

9. Практика показывает, что в ЦММ не обязательно хранить векторные слои, содержащие изолинии высот и отметки высот. Лучше высотную основу сразу создавать как цифровую модель рельефа (ЦМР), позволяющую в ГИС не только передавать в более наглядной форме физическую поверхность Земли, но и моделировать с помощью такой поверхности различные процессы. В случае, когда для территории есть материалы детальной съемки поверхности Земли (скажем, данные ДЗЗ) с шагом, соответствующим детальности ЦММ, можно отказаться от достаточно затратного цифрования слоя рельефа в виде изолиний с бумажных источников.

В общем случае, пространственная основа ГИС может состоять из трех самостоятельных информационных блоков - ЦММ, ЦМР и данных дистанционного зондирования. Ключевое звено в пространственной инфраструктуре ГИС - топографическая основа или ЦММ.

Обобщая все вышеизложенное можно выделить главное отличие ЦММ и ЦМК, которое заключается в том, что ЦММ определяет модель базы данных, ЦМК - модель представления данных, т.е. представление ЦММ.