Глава 4. Картографирование территории государственного природного заказника «Ичалковский»

4.1. О картографической изученности территории

При постановке в качестве перспективной цели пространственное развитие государственного заказника «Ичалковский» возникает задача анализа современного состояния территории. Эффективным инструментом анализа территории является изучение происходящих процессов на основе использования, так называемых, геоизображений. В соответствии с работами А.М. Берлянта: «Геоизображение – любая пространственно-временная масштабная генерализованная модель земных (планетарных0 объектов или процессов, представленная в графической образной форме». К ним относятся двумерные (плоские), трёхмерные (объёмные) и четырёхмерные (динамические) геоизображения, а именно: фотоснимки с пилотируемых, беспилотных и космических аппаратов, 3D-модели, карты, планы и т.д. Каждая из этих моделей может дать неоценимую информацию о минувшем и современном состоянии территории, о влияющих факторах на происходящие процессы и явления, дать прогноз на будущее и послужить основой для проектирования развития территории.

Анализсуществующегокартографическогообеспеченияиимеющихсяв открытом доступе данных дистанционного зондирования показал наличие различных материалов. К примеру, территория заказника имеет покрытие, в основном, обзорными картографическими произведениями. Имеющиеся в Федеральном фонде пространственных данных (далее – ФФПД) цифровые топографические карты открытого пользования с отображением местности по состоянию на 2020 г представляют масштабный ряд номенклатурных листов от 1:100000 до 1:25000 и выполнены в системе координат СК-95

(номенклатура карт: N-38-018, N-38-018-В, N-38-018-В-а, N-38-018-В-в). В

болеекрупноммасштабе(1:10000)посостояниюместностина1977 – 1986 г.г. Картографические произведения в виде цифровых топографических карт в составе материалов Фонда отсутствуют. Однако, имеются аналоговые карты данного масштаба, выполненные в системе координат СК-63 (номенклатура листов:D-43-044-Г-г-2, D-43-044-Г-б-4, D-43-045-В-а-3, D-43-045-В-в-1, D-43- 044-Г-б-4, D-43-044-Г-г-2)ивсистемекоординатСК-42 посостояниюна1959

г. (номенклатура листов: N-38-018-В-а-2, N-38-018-В-а-3, N-38-018-В-а-4, N- 38-018-В-в-1, N-38-018-В-в-2), но они не доступны в открытом доступе. Данные дистанционного зондирования Земли и отрофотопланы в составе ФФПД на территорию заказника отсутствуют. Однако, эти материалы на исследуемуютерриториювбольшом количествеимеются воткрытомдоступе от поставщика Mapbox (https://www.mapbox.com/), АО «Терра Тех», Maxar Technologies Inc. (https://maxar.terratech.ru) и Яндекс. Они хранятся в различных архивах открытого типа и предоставляемые в пользование за вознаграждение или на безвозмездной основе. Масштаб возможных для

84

использованных в проекте космических снимков сопоставим с картографическим масштабом 1:2100. Для решения большинства задач исследования территорий удобными являются как материалы космической съемки с одиночными космическими снимками, так и предварительно обработанные материалы в виде информационных моделей. Примером, таких информационных моделей можно считать цифровые матрицы высот. Распространенными и часто используемыми в исследованиях являются размещенные в открытом доступе модели: GTOPO30, SRTM-3, SRTM Void

Filled, GMTED2010, ACE2, AsterGDEM. Из них наиболее часто в территориальных исследованиях применяются модели AsterGDEM и SRTM. Каждая модель имеет свои собственные геометрические особенности и показателиточности. Дляповышениякачественныххарактеристикцифровых моделей рельефа (ЦМР) исследователи в основном стараются объединить или откорректировать данные матриц высот SRTM и AsterGDEM путем их соединения. Как отмечено многими исследователями, несмотря на то, что AsterGDEMимеетболеевысокоеразрешениесетки,SRTMотображаетрельеф лучше. Обе матрицы имеют свои ошибки, происхождение которых Дженсон обосновывал методами сбора первичной информации и методологией обработки данных дистанционного зондирования Земли [4]. Действительно, их методы отличается: SRTM использует интерферометрический метод, а AsterGDEM использует фотограмметрический метод обработки изображений. Как следствие, все исследователи отмечают необходимость разработки более качественных моделей рельефа. Одной из численных характеристик качества ЦМР является средняя квадратическая ошибка определения высот. При этом в качестве эталонных высот предлагается использовать материалы натурных измерений спутниковым навигационным оборудованием или данных топографических планов или карт. После оценки точности обычно дается заключение о качестве модели и, как следствие, численное выражение вероятной ошибки, которая будет содержаться в получаемых показателях. Наибольший интерес представляют технологические разработки, связные с непосредственной оценкой точности моделей рельефа и их дальнейшей корректировки. Такая откорректированная модель была разработана сотрудниками ННГАСУ на основе собственных методов и использована в дальнейших исследованиях территории заказника при создании карты рельефа.

4.2. Формирование картографической основы территории государственного природного заказника «Ичалковский»

Для формирования цифровой картографической основы территории государственного природного заказника «Ичалковский» выбрана открытая геоинформационная система QGIS. Программа является полнофункциональной настольной ГИС и предназначена для создания и редактирования данных, производства карт, выполнения аналитических

85

операций. В качестве базового картографического материала выбрана открытая цифровая карта Open Street Map. На этой основе создан новый геоинформационный проект.

Для начала работы добавлена растровая веб-картографическая основа

Open Street Map.

Космические снимки на территорию заказника получены с использованием программы SAS.Планета, позволяюща загружать, а также просматривать карты и спутниковые снимки земной поверхности. Снимки с географической привязкой загружены в геоинформационный проект.

Кимеющимсяподложкампривязанарастроваясхемаграництерритории заказника по характерным точкам (рис.4.1).

Рис.4.1. Привязка растровой схемы границ заказника

Векторизация границ заказника выполнена в новом слое. В процессе оцифровки использовались стыковки (рис.4.2).

Рис. 4.2. Результат оцифровки границ заказника

86

Для дальнейшей работы в ГИС и создания карт необходимо иметь векторные слои, поэтому были импортированы открытые векторные данные

Open Street Map с сайта download.geofabrik.de. Участок заказника вырезан и сохранен вфайлбазового формата «OSM»припомощи программной утилиты

«osmconvert64».

После открытия файла в QGIS для получения отдельных слоев выполнена фильтрация данных по атрибутам (табл 4.1).

Т а б л и ц а 4.1. Параметры фильтров для получения слоев

Полученные слои на фоне космического снимка отражены на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Полученные векторные слои Open Street Map

Уникальным объектам на карте заданы отдельные условные знаки при помощи функции создания тематических слоев в QGIS. Фрагмент полученной карты с тематическими слоями представлен на рисунке 4.4. Созданы подписи необходимых слоев на основе атрибутов.

87