Информац_технологии_Черных_2000

- 31 -

10*. Совмещение различных фрагментов изображения или карты в единый слой.

11*. Совмещение растровых с векторными картографическими материалами (натягивание аэрокосмических изображений на картооснову) с использованием:

а) опорных координатных точек; б) с корректировкой по цифровой модели рельефа, т. е. наличие в

системе функций DTM.

12.Наличие ПО построения цифровой модели рельефа (DTM).

13.Наличие ПО цифровой ортофотограмметрии и построения ортофотоизображений.

14.Наличие ПО связи и обработки данных систем геопозиционирования GPS.

15.Открытость системы: по крайней мере, открытые внутренние форматы данных для дилеров, распространяющих продукт в России и осуществляющих дописывания и вставки в ГИС дополнительных аппликаций, конверторов и специальных приложений для конкретного пользователя.

1б. Связь с внешними базами данных по системе ODBC.

17.Организация визуализации произвольных запросов из внешних баз данных на пространственных картографических изображениях, возможность создания библиотеки стандартных запросов.

18*. Возможность внесения текущих изменений, производимых в ГИС на экране дисплея, в базу данных (в т.ч. и во внешнюю СУБД) без нарушения целостности.

19.Расчет и визуализация статистических параметров на картографических материалах, т.е. создание картодиаграмм, диаграмм, картограмм и т. п.

20.Наличие возможности создания и использования библиотеки внемасштабных картографических знаков, а также различных шрифтов для текстового оформления картографических произведений и документов.

21.Возможность подготовки стандартных форм отчетности тематических и картографических документов, т.е. заготовка стандартных шаблонов для распечатки карт в рамке с полями названий, масштаба, легенды, организации и фамилий изготовителей и т. п.

22.Наличие экспорта - импорта данных с сохранением топологии: для векторных форматов: Arc/Info, ACAD, ASCII для растровых форматов:. TIFF,

.PCX, .СПТ, .ВМРдлявнешнихСУВД: .DBF, ASCH, SQL.

* Отмечены функции, которые ГЙС должна иметь в обязательном порядке.

Требования рассчитаны на создание ГИС-технологии автоматизированного лесоустроительного производства и могут использоваться как критерии отбора ГИС.

Как показывает анализ имеющихся продуктов на рынке ГИС, лишь немногие из них удовлетворяют полному списку требований - причем, это

- 32 -

мощные ГИС на платформах рабочих станций, такие как Arc/ Mo, Erdas, Intergraph, GenaSys, Vista (IISD Datron).

Из разработанных для PC ГИС среднего класса, таких как WmGIS, GeoDraw/Geograph, Maplnfo, Arc/Info, Ve-L.

По нашим данным, наиболее приближается к требованиям, приведенным ниже, лишь TopoL разработки чешской фирмы Help Service Group (Прага). По-видимому, это обусловлено тем, что эта ГИС разрабатывалась первоначально специально для лесоустройства Республики Чехия. В настоящее время она является базовой для лесоустройства и лесопользования не только в Чехии и Словакии, но и очень активно используется в Германии, Италии и других западных странах, вследствие очень хорошего соотношения ценных функциональных возможностей.

Геоинформационная система лесхоза (лесничества)

Задачи использования ГИС в лесхозе проще. Основным компонентом информационной системы лесхоза является совмещенная база данных, позволяющая наиболее рационально использовать возможности таксационных баз данных реляционного типа и ГИС для ввода, хранения, обработки и выдачи материалов планово-картографического сопровождения. Примерный список задач для уровней лесхоза и лесничества приведен в табл.

1.1.

При проведении непрерывного лесоустройства силами лесхоза лесничие также должны обеспечиваться мобильными узлами - переносными компьютерами и средствами геопозиционирования (системой GPS), позволяющими путем установки координат непосредственно на месте точно определить границы планируемого хозмероприятия (границы лесосек, границы участков посадки лесных культур и т.д.). Лесничий, используя лесоустроительные планшеты, топографические карты, аэрофотоснимки, таксационные описания и другие документы, имеющиеся в совмещенной базе данных, может на цифровой карте отметить выбранные участки и просчитать их характеристики по запасам и площадям. На выбранные участки лесничий заполняет в полуавтоматическом режиме сопроводительные первичные документы, на основании которых в лесхозе будет проведена корректировка (актуализация) таксационного описания и планово-картографических материалов объекта лесоустройства.

- 33 -

Таблица 1.1 – Примерный список задач в лесхозе (лесничестве)

- 34 -

ГИС органа управления лесами субъекта Федерации

Для осуществления всех видов лесного мониторинга, для регистрации текущих изменений в состоянии лесного фонда, а также в целях контроля и корректировки материалов лесоустройства, лесохозяйственной деятельнсти различных предприятий Управления лесами субъектов Федерации должны иметь в составе информационной системы не только всю информацию о лесных ресурсах полесхозной и поквартальной (повыдельной) агрегации, но и развитые программно-аппаратные средства ГИС-технологий введения и обработки аэрокосмической информации - сканерные либо другие устройства для ввода снимков, ПМО обработки изображений, средства получения высококачественных твердых копий картографических материалов.

Многомасштабная ГИС федерального уровня предназначена для обеспечения должностных лиц Рослесхоза оперативными справками по любым лесхозам и управлениям лесами с использованием компьютерного справочника "Лесной фонд России" на базе совмещенного с картографической основой банка данных государственного учета лесного фонда (ГУЛФ). Информация предоставляется в виде разнообразных электронных карт как на мониторе рабочей станции или ПЭВМ, так и твердых копий, получаемых на принтерах, графопостроителях. Важной задачей является обеспечение связи с геоинформационной системой органов государственной власти - ГИС ОГВ.

Специфичными для федерального уровня являются также задачи оперативного контроля быстродействующих катастрофических воздействий на лес (пожары, наводнения, антропогенные катастрофы и т. п), требующие создания информационных систем, работающих в условиях реального времени. Для этого на базе уполномоченных организаций, предприятий и учреждений могут быть созданы станции приема оперативной аэрокосмической информации, непосредственно поступающие и обрабатывающиеся в специализированных ГИС. В этом направлении наиболее перспективными средствами являются многозональные сканерные телевизионные, спектрометрические, радиолокационные и другие системы, передающие информацию дистанционного зондирования в цифровом виде с автоматической координатной привязкой для непосредственного ввода в

геоинформационные системы.

1.3.3. Требования к лесным электронным картам, совмещаемым с таксационной базой данных

Требования к лесным электронным картам разработаны в 1999 году на основании директивных документов Федеральной службы лесного хозяйства России, государственных стандартов "Геоинформационное артографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования" (ГОСТ Р-50828-95), "Картография цифровая.

- 35 -

Терминыиопределения"(ГОСТ-28441-90),"Картография. Терминыиопределения'' (ТОСТ-21667-76) и с учетом опыта создания, использования лесных электронных карт лесоустроительными предприятиями России [84].

Вданном разделе "Требования к лесным электронным картам..." приводятся в сокращенном виде.

Лесные электронные карты являются составной частью проектов организации и ведения лесного хозяйства лесохозяйственных предприятий и изготавливаются в результате проведения лесоустроительных работ на каждый объект лесоустройства.

Взависимости от разряда лесоустройства и точности лесные электронные карты создаются на основе топографических карт или других плановых материалов землеустройства: масштаба 1:10 000 при 1 -2 разряде; масштаба 1:25 000 -1:50 000 при 2-3 разряде.

Лесные электронные карты на основе материалов более крупных масштабов (например, при проведении лесоустройства объектов, имеющих научное или историческое значение) используются топокарты или другие плановые материалы масштабов 1:500 -1:5000.

Вкачестве других картографических источников для составления лесных электронных карт могут использоваться фотопланы, планы земель сель-хозпользователей и других пользователей, геодезические данные землеустройства, аэрофотоснимки, лесные карты и геодезические данные предыдущего лесоустройства, электронные карты топографо-изыскательских работ и инженерных изысканий.

Лесные электронные карты различаются по масштабу исходного материала, тематике (содержанию) и территориальному охвату.

Минимальной территориальной единицей, на которую создаются лесные электронные карты при проведении лесоустройства, является лесничество. В случаях, когда того требуют задачи картографического обеспечения хозяйственной деятельности, допускается составление лесных цифровых карт на квартал, группу кварталов (планшет), урочище и т. д.

Совмещенные таксационные и картографические базы данных составляются по лесничествам.

Лесные электронные карты (лесхоза, административного района, области или автономной республики, округа) составляются на основе лесных электронных карт лесничеств.

Требования к созданию лесных электронных карт обязательны для всех лесоустроительных предприятий и других организаций, материалы которых поступают в лесные предприятия и другие организации системы Федеральной службы лесного хозяйства России.

Типы данных лесных электронных карт и атрибутивной информации

Картографические лесные информационные материалы в электронном виде подразделяются на растровые и векторные. Векторные материалы

- 36 -

служат основой создания цифровых карт.

Исходными данными для предоставления в растровом виде служат материалы в традиционном виде: космические снимки и аэрофотоснимки, топографические карты, фотопланшеты, лесоустроительные планшеты, планы земель внутрихозяйственного землепользования, карты других ведомств, плановые материалы топографо-геодезических работ и инженерных изысканий, как на жесткой основе, так и на бумажном или другом носителе.

Исходными данными для предоставления в векторном виде являются растровые файлы, результаты натурных измерений, данные вычисляемого типа, конвертированные из других векторных форматов, результаты, полученные другими способами цифрования (дигитайзер). Растровые файлы, используемые при составлении лесных электронных карт и других работ, могут быть в любых общепринятых форматах. Растровые файлы должны содержать информацию, позволяющую выполнить привязку к системе координат

Формат векторных файлов определяется технологией работ. Совмещенные базы данных - картографические (векторные) и атрибутивные (таксационные) данные, связанные по идентификатору.

Требования клееным цифровым картам Формирование лесных цифровых карт (ЛЦК) производится путем

последовательного ввода (цифрования) картографических объектов (КО), включающего две связанных операции:

•метрическое описание картографических объектов;

•присвоение картографическим объектам признаков.

Метрическое описание картографических объектов заключается в указании координат объекта. Задание картографическому объекту признака осуществляется путем размещения КО на геоинформационном слое соответствующего наименования (механизм послойного представления) или путем присвоения КО классификационного кода (механизм семантического описания КО). Семантическое описание КО применяется в том случае, если объекты, имеющие различный географический смысл или различные свойства, отображаются на одном геоинформационном слое.

Наименование слоев, состав размещаемой на них информации и значения классификационных кодов определяются технологией работ по созданию цифровых карт.

Все лесные электронные карты должны составляться в условной прямоугольной системе координат до принятия законодательного решения о применении единой системы координат на территории России.

Требования к метрическому и семантическому описанию картографических объектов

Правила метрического и семантического описания КО определяются характером локализации этого объекта на местности и картографическом материале, применяемом в качестве геоосновы. По особенностям локализации и характеру несущей информации КО подразделяются на

- 37 -

линейные объекты (ЛО), площадные объекты (ПО), точечные объекты (ТО) и подписи.

Метрическое описание КО должно быть выполнено с применением графических примитивов следующих типов: точка, ломаная линия, замкнутая площадь (полигон).

Собственные наименования населенных пунктов, водных объектов, значения номеров и таксационных формул выделов, отметок высот могут наноситься в виде подписи либо заполнять соответствующие поля базы данных.

Требования к цифровому описанию картографических объектов ЛЦК

Метрическое описание ЛО должно в максимальной степени соответствовать положению этого объекта на местности. Для ЛО, являющихся выделами, наличие узлов в точках пересечения с другими выделами (объектами) является обязательным. Для ЛО, имеющих характер прямой или ломаной линии и не являющихся выделами, допускается ввод начальной и конечной точек прямолинейного участка, т. е. точек излома линии.

Метрика контура площадных объектов должна быть замкнута. При описании ЛО и контуров ПО не допускается выставление точек, совпадающих с уже выставленными точками. Метрическое описание ТО состоит в нанесении точки, местоположение которой определяется как геометрический центр условного знака, обозначающего описываемый объект на исходном картографическом материале. Для условных знаков, имеющих обусловленную "точку привязки" (например, триангуляционный знак), обозначающая такой знак точка должна строго совпадать с точкой привязки.

Требования к топологической структуре ЛЦК

Элементы содержания, обозначенные на исходном картографическом материале в виде линейных объектов и имеющие ширину более Юм для карт масштаба 1:10 000 и более 20 м для карт масштаба :25 000, должны быть нанесены на ЛЦК в виде площадного объекта. Контуры площадных объектов "Квартальные просеки, визиры и прочие разграничительные линии" и "Гидрография" должны содержать общий узел с одной из оконечных точек примыкающих к ним линейных объектов пример, в местах впадения рек в озера). В случае, если метрика ЛО совпадает с метрикой другого объекта (например, граница лесничества совпадает с границей административного района), признак должен быть присвоен по следующему правилу:

•при использовании механизма послойного представления ЛО должны быть нанесены на все слои, которым принадлежат объекты с совпадающей метрикой;

•при использовании механизма семантического описания линейному

- 38 -

объекту присваивается классификационный код, соответствующий ЛО, имеющий более высокий приоритет по отношению к другим ЛО с совпадающими метриками.

Для создания топологически корректной структуры векторных данных, независимо от того, используется топологическая модель представления данных или нетопологическая, необходимо придерживаться следующих правил:

•не допускать наложения объектов, не пересекающихся в действительности, и расхождения между контурами на смежных границах, то есть необходимо согласовывать контуры между собой,

•не допускать геометрические погрешности (расхождения в положении контуров) и смысловые ошибки на стыках соседних карт (по границам планшетов, лесничеств, лесохозяйственных предприятий);

•подбор параметров для операций прореживания, замыкания и других должен обеспечивать сохранение геометрических форм объекта.

Требования к точности лесных цифровых карт Расхождения в длинах сторон квадратов километровой сетки с их

теоретическими размерами не должны превышать следующих величин:

Масштаб

Средняя квадратическая погрешность нанесения контуров выделов и других КО не должны превышать следующих величин:

Масштаб

Требования к идентификационной базе данных Идентификационные базы данных содержат идентификатор,

классификационные коды, адреса (номера выделов и кварталов) и площадные характеристики КО.

Требования к лесным электронным картам Все материалы, подготовленные к передаче лесным предприятиям и

другим пользователям, должны передаваться лесоустроительными предприятиями в электронном виде вместе с проехтами организации и ведения лесного хозяйства с сопроводительной документацией.

В сопроводительную документацию должны входить сведения об организации, выполнявшей работу, название объекта работ, о системе координат, грифе режима секретности, файлах (картах и планах) и других

- 39 -

материалах (например, копиях на других видах носителя), о дате выполнения работ. Составной частью сопроводительной документации является перечень всех файлов.

Система идентификации картографических объектов должна обеспечить расширяемость набора используемых объектов с сохранением иерархии. Каждый тип объекта должен иметь однозначно характеризующий его набор графических и семантических атрибутов; в то же время графические атрибуты: цвет (контура и заливки), стиль (тип) и толщина линии, вид условного знака, масштабный коэффициент и т.п. должны соответствовать изображению на бумажном носителе соизмеримого масштаба.

Площадь объектов в квартале вычисляется с точностью до 0,1 га, площадь кварталов округляется до целых чисел. Объекты, не имеющие площади, показываются условными знаками.

Подписи, обозначающие собственное название и численные характеристики КО, должны быть установлены таким образом, чтобы принадлежность к относящимся к ним КО определялась однозначно. Подписи должны быть нанесены вдоль одной линии, без разрядки.

Принадлежность подписи картографическому объекту (КО) определяется по правилу: левый нижний угол подписи должен быть расположен в пределах площади КО, к которому она относится.

Подписи, соответствующие собственным названиям КО, должны быть нанесены по следующим правилам:

•если собственное название КО состоит из нескольких слов и приведено на исходном картографическом материале в одну строчку, то соответствующая подпись должна быть нанесена единым текстовым объектом, расположенным также в одну строчку;

•если расположение собственного названия КО в одну строчку невозможно, соответствующая подпись может быть нанесена построчно. Расположение строк должно быть выбрано таким образом, чтобы каждая из них располагалась строго одна над другой.

Номера кварталов должны быть установлены вблизи геометрического центра квартала. Номера выделов должны быть проставлены внутри выдела. При этом номера кварталов и выделов не должны перекрывать других подписей.

Лесные электронные карты и сопроводительная документация передаются пользователям на носителях, представляемых заказчиками (компакт-диски размером 5,25 дюйма емкостью до 640 Мб, дискеты размером 3,5 дюйма емкостью 1.44 Мб и т.п.). Использование других носителей (магнитооптических дисков, жестких дисков, лент и т. п.) возможно по согласованию с заказчиком.

Требования клееным картам на "твердых" носителях (компьютерным картам)