Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

ГИС-технология генерализации изображений объектов гидрографии и дорожной сети на топографических картах Вьетнама

ВАК РФ 25.00.33, Картография

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ву Суан Кыонг

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДЫ И ХОЗЯЙСТВА ВЬЕТНАМА. ТОПОГРАФИЧЕСКАЯ ИЗУЧЕННОСТЬ 6 СТРАНЫ.

1.1 Общие сведения о природных особенностях и социаль- 6 но-экономических условиях Вьетнама.

1.2 Топографическая изученность территории Вьетнама. 15 Выводы

ГЛАВА 2 АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ 28 КАРТОГРАФИЧЕСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

2.1 Генерализация как основной метод составления карт, ее 28 сущность и факторы.

2.2 Подходы к автоматизации процессов генерализации.

2.3 Факторы, влияющие на выбор приоритетных исследо- 40 ваний по генерализации содержания карт Вьетнама. Выводы

ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОЛОГИИ АВТОМАТИЗА- 48 ЦИИ ПРОЦЕССА ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ГИДРОГРАФИИ И ДОРОЖНОЙ СЕТИ.

3.1 Основные термины и определения, относящиеся к про- 48 цессу генерализации изображения объектов гидрографии и дорожной сети.

3.2 Формализованные подходы к геоинформационному мо- 51 делированию процессов генерализации содержания топографических карт (применительно к гидрографии и дорожной сети).

3.3 Разработка критериев для оценки качества генерализа- 68 ции изображения объектов гидрографии и дорожной сети на топографической карте.

3.4 Общая схема осуществления генерализации.

ГЛАВА 4 РАЗРАБОТКА ГИС-ТЕХНОЛОГИИ ГЕНЕРАЛИЗА

ЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ГИДРОГРАФИИ И ДОРОЖНОЙ СЕТИ НА ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТАХ ВЬЕТНАМА.

4.1 Исследование ГИС-оболочек, применяемых при карто- 75 графировании.

4.2 Анализ и выбор инструментальных средств ГИС для ге- 82 нерализации содержания карт.

4.3 Разработка технологической схемы и информационной 88 основы для генерализации изображения объектов гидрографии и дорожной сети на топографических картах.

4.4 Практические исследования созданной ГИС-технологии 100 генерализации изображения объектов гидрографии и дорожной сети на топографических картах Вьетнама и перспектива развития ее методов.

Выводы

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "ГИС-технология генерализации изображений объектов гидрографии и дорожной сети на топографических картах Вьетнама"

В 2000 году во Вьетнаме была принята государственная стратегическая программа развития информационных технологий до 2010 года, одной из главных проблем которой является создание единой государственной информационной системы. Для реализации этой программы, перед Главным управлением земельной администрации (ГУЗА) - бывшим Государственным управлением геодезии и картографии (ГУГК) Вьетнама поставлена задача подготовки банка картографических данных с целью обеспечения системы базовыми картами не только для построения картографической ГИС Вьетнама, но и для ГИС других отраслей. Система базовых карт Вьетнама состоит из топографических карт масштабов 1:50 000 - 1:1 000 000. Следовательно, первостепенной задачей ГУЗА является обеспечение полного покрытия территории Вьетнама топографической картой масштаба 1:50 000. В настоящее время для выполнения указанной задачи в картографическом производстве страны идет активная работа по двум параллельным направлениям: создание карт съёмочным методом и составление карт по картографическим материалам более крупных масштабов. Внедрение современной технологии и оборудования компании Intergraph в аэрофототопографической съёмке, исследование и применение новой технологической схемы составления цифровых топографических карт (ЦТК) по картографическим материалам более крупных масштабов заметно ускорили процесс создания топографических карт, но отсутствие во Вьетнаме методологии генерализации содержания цифровых карт существенно замедляет на выполнение постановленной задачи.

Генерализация играет бесспорно важную роль в картографическом производстве, но она одновременно является и весьма сложной проблемой. Практический опыт работы автора в отделе технического контроля картографического производства ГУГК Вьетнама показал, что центральной проблемой технического контроля карт является прием отбора объектов картографирования при генерализации. Это связано с наличием большого числа объектов, одинаково отображаемых на топографических картах Вьетнама, что приводит к спорам и разногласиям в вопросах «сколько необходимо объектов отбирать?» и «какие объекты требуется отбирать?». Привлечение даже самых опытных редакторов в процессе генерализации всё равно не устраняет субъективность и низкую производительность при решении данной проблемы, поэтому возникает необходимость в поиске объективных способов оценки содержания карты при генерализации.

В настоящее время во Вьетнаме ГИС находит широкое применение в различных отраслях и организациях, особенно в картографических учреждениях и компаниях. В некоторых ГИС-оболочках имеются инструменты генерализации, но эти инструменты в основном направлены на осуществление только отдельных, частичных операций генерализации данных в ГИС. Отбор данных в этих ГИС-оболочках обычно производится по весьма ограниченному набору количественных характеристик (длине, площади) или по отдельным атрибутивным данным. В картпроизводстве, как правило, инструментальные средства ГИС-оболочек при генерализации практически не используются из-за их крайне ограниченного набора и отсутствия технологических схем применения.

Поэтому актуален вопрос разработки ГИС-технологии, позволяющей выполнять процесс генерализации в автоматизированном режиме. Решению этого вопроса и посвящена диссертационная работа.

Основной целью диссертации является разработка методологии генерализации содержания топографических карт с применением ГИС-технологии в условиях Вьетнама. Для этого необходимо было решить следующие задачи: 1. Обосновать выбор масштабного ряда топографических карт и объектов их содержания, в отношении которых выполняются первоочередные разработки по генерализации. 5

2. Обосновать методологию генерализации содержания карт на основе ГИС-технологии.

3. Разработать ГИС-технологию генерализации содержания ЦТК для объектов гидрографии и дорожной сети Вьетнама.

4. Выбрать количественные критерии для оценки качества генерализации, осуществляемой в автоматизированном режиме

Заключение Диссертация по теме "Картография", Ву Суан Кыонг

Выводы

Анализ результатов, полученных в главе 4, позволяет сделать следующие выводы:

- разработанная программа MapGen позволяет контролировать степень отбора объектов по критериям оценки содержания карт, провести предварительное вычисление коэффициентов приоритета

Ill

КПО), и так же при необходимости в интерактивном режиме произвести корректировку КПО; - применение геоинформационной технологии для автоматизированного процесса генерализации цифровых топографических карт позволяет повысить производительность процесса составления карт масштаба 1:25000 и мельче на территорию Вьетнама.

112

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В соответствии с поставленной целью и задачами диссертации были получены следующие результаты:

1. Исследованы природные и социально-экономические условия Вьетнама и выполнен анализ картографической изученности страны. Выполнен анализ существующих подходов к генерализации при составлении топографических карт. Доказана целесообразность применения ГИС-технологии для автоматизации генерализации содержания карт.

2. Предложены три новых критерия количественной оценки содержания ЦТК: критерий оценки объектового состава карты (КОС), критерий оценки семантической нагруженности карты (КСН) и критерий оценки графической нагруженности карты (КГН).

3. Получена формула вычисления предварительных коэффициентов приоритета объектов при их отборе. Разработаны критерии для оценки качества генерализации.

4. Проведены экспериментальные исследования для проверки возможностей использования широко распространенных ГИС-оболочек (Maplnfo, ARC/INFO) при генерализации содержания карт, которые полностью подтвердили эффективность применения разработанных автором критериев. Исследованы вопросы по сохранению данных в процессе конвертирования графических форматов (Maplnfo, Micro Station и AutoCAD).

5. Разработана общая технологическая схема генерализации ЦТК крупного масштаба и подготовлена информационная основа для осуществления генерализации изображения объектов гидрографии и дорожной сети. Разработана компьютерная программа для генерализации указанных объектов на основании предлагаемого подхода и методологии

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Ву Суан Кыонг, Москва

1. Андрианов В.Ю. Англо-Русский толковый словарь по геоинформатике Москва, Дата+, 2001.

2. Берлянт A.M. Картография М.: Аспект Пресс, 2001. - 336с.

3. Берлянт A.M., Мусин О.Р., Собчук Т.В. Картографическая генерализация и теория фракталов М.: 1998. - 136с.

4. Бугаевский Л.М., Цветков В.Я. Геоинформационные системы. М.: «Златоуст», 2000. - 222с.: ил. 28.

5. Васмут А.С., Бугаевский JI.M., Портнов A.M. Автоматизация и математические методы в картосоставлении М.:Недра, 1991. -391с.: ил.

6. Вахрамеева Л.А. Картография М.: Недра, 1981.- 224с.

7. Верещака Т.В., Подобедов Н.С. Полевая картография М.: Недра, 1986.-351с.: ил.

8. Верещака Т.В. Топографические карты: научные основы содержания. М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2002. - 319с.

9. By Суан Кыонг, Чан Хонг Линь Особенности топографических документов и применения ГИС во Вьетнаме// Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 2001. №5, с. 114-121.

10. Ю.Голиков А.П., Черванев И.Г., Трофимов A.M. Математические методы в географии. -X.: Изд. Харьковского ун-та, 1986. 144с.

11. П.Журкин И.Г., Шавенко Н.К. Автоматизация обработки аэрокосмической информации. М.: Изд. МИИГАиК, 1989. - 147с.

12. Журкин И.Г. Выбор критерия и пространства свойств для оценки эффективности инструментально-программных средств ГИС //Информационные технологии, 1999, №3., с. 28-32.

13. Журкин И.Г., By Суан Кыонг. Экспериментальные исследования результатов конвертирования графических форматов данных// Известия ВУЗов. Геодезия и аэрофотосъёмка, 2002. №6, с. 162-166.

14. И.Журкин И.Г., By Суан Кыонг. Количественный подход к оценке процесса генерализации гидрографических и дорожных сетей на цифровых топографических картах масштабов 1:5000 и 1:25000// Геодезия и картография, 2003, № 5, с. 47 51.

15. Иванов А.Г., Гончаров В.В., Крылов С.А., Малик У.В., Татарников А.Н. Автоматизация картографической генерализации//Геодезия и картография, 2000, № 1., с. 33-36.

16. Салищев К.А. Картоведение М.: Изд-во МГУ, 1990. - 400с.

17. Филиппов Ю.В. Основы генерализации рельефа на топографических картах//Труды ЦНИИГАиК, выпуск 47. М.:1946. 232с.

18. Флоринский И.В. Генерализации в картографии: Краткий обзор проблемы Пущино, 2001. - 54с.

19. Халугин Е.И., Жалковский Е.А., Жданов Н.Д. Цифровые карты М.: Недра, 1992. -419с.: ил.

20. Цветков В .Я. Геоинформационные системы и технологии. М.: Финансы и статистика, 1998. - 288с.: ил.

21. Шайтура С.В. Геоинформационные системы и методы их создания. Калуга: Изд. Н.Бочкаревой, 1998. - 252с.: ил.

22. ГОСТ 21667-76 Картография. Термины и определения Москва, Издательство стандартов, 1982.

23. Справочник по картографии. /Под ред. Халугина Е.И. М.: Недра, 1988.-428с.

24. Условные знаки для топографической карты масштаба 1: 10 000 -М.: Недра, 1977,- 143с.

25. Условные знаки для топографических карт масштабов 1: 5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 М.: Картгеоцентр - Геодезиздат, 2000. - 286с. : ил.

26. Ку hieu ban <16 dia hinh ty le 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 (Условные знаки для топографических карт масштабов 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000). Hanoi 1995.

27. Ky hieu ban do dia hinh ty le 1:10000, 1:25000 (Условные знаки для топографических карт масштабов 1:10000, 1:25000). На noi 1995.

28. Quy dinh bien tap trong san xuat ban do dia hinh ty le 1:5000 (Требования к редактированию в производстве топографических карт масштаба 1:5000). Hanoi 1-1990.

29. Quy dinh ky thuat s6 hoa ban d<3 dia hinh ty le 1:10000, 1:25000, 1:50000 и 1:100000 (Технические требования к оцифрованию топографических карт масштабов 1:10000, 1:25000, 1:50000 и 1:100000). На noi 2000.

30. Quy phamthanh lap ban do dia hinh ty le 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000, 1:25000 Phan trong nha (Руководство по созданию топографических карт масштабов 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000, 1:25000 - Камеральные работы). На noi 1990.

31. Vu Xuan Cuang Хау dirng cong cu ho tra loai bo va tong hap cac yeu to noi dung tren ban do Luan an tot nghiep ky sir cong nghe thong tin DHBK TP.HCM - ТР. H6 Chi Minh, 1997. 160 trang.

32. Brassel, K.E., Weibel R. A review and conceptual framework of automated map generalization// International Journal of Geographical Information Systems, 1988,Vol. 2, No.3, pp.229-244.

33. Keith C. Clarke Analystical and Computer Cartography Prentice Hall, USA, 1990.

34. Laurini R., Thomson D. Fundamentals of Spatial Information Systems -Academic Press, San Diego, USA, 1992. 680p.

35. Lee D. Making Database Intelligent for Generalisation//GIM, 12-1997, pp. 24 27.

36. Tofer F., Pillewizer W. The Principles of Selection: a mean of cartographic generalization// The Cartographic Journal, 1966, Vol.3, №1, pp. 10-16.

37. Weibel R. Generalization of Spatial Data: principles and selected algorithm// Algorithmic Foundation of GIS Lecture Notes 1340, 1997, pp. 99- 152.1. ИТ*——i 1111.t