Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Научно-прикладные аспекты обеспечения морскими картами хозяйства Украины

ВАК РФ 11.00.12, Географическая картография и геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Научно-прикладные аспекты обеспечения морскими картами хозяйства Украины"

?\'й

Національна академія наук України Інститут географії

Гордєєв Антон Юрійович

УДК 528:215

НАУКОВО-ПРИКЛАДНІ АСПЕКТИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ МОРСЬКИМИ КАРТАМИ ГОСПОДАРСТВА УКРАЇНИ

11.00.12. - географічна картографія

АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук

Київ - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Київському національному університеті ім. Тараса Шевченка та в Державному науково-виробничому підприємстві «Укрморкартографія»

Науковий керівник: доктор географічних наук, старший науковий співробітник Шевченко Віктор Олексійович,

Київський національний університет

імені Тараса Шевченка

завідувач науково-дослідної лабораторії

геодезії, картографії та фотограмметрії •

географічного факультету

Офіційні опоненти: доктор географічних наук

Пархоменко Галина Орестівна,

Інститут географії НАН України, провідний науковий співробітник відділу картографії

кандидат географічних наук Дівізінюк Михайло Михайлович,

Начальник штабу

Севастопольського з’єднання морських Прикордонних військ України

Провідна установа: Чернівецький державний університет

імені Ю. Федьковича, Міносвіти і науки України, м. Чернівці

Захист відбудеться «22* вересня 2000 року о 1600 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д. 26.163.01 при Інституті географії НАН України за адресою: 01034, м. Київ-34, вул. Володимирська, 44

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту географії НАН України (01034, Київ-34, вул. Володимирська, 44)

Автореферат розісланий «21* серпня 2000 року

Вчений секретар

спеціалізований вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Україна є морською державою, що обумовлено, в першу чергу, геополітичним положенням території, зокрема виходом до акваторій Чорного та Азовського морів, а також існуванням Української полярної станції в Антарктиді. З іншого боку, інтеграція України у світове співтовариство сприяє розвитку транспортної системи, зокрема морського транспорту, і не тільки у внутрішніх басейнах, а і в межах Світового океану. Все це обумовлює необхідність забезпечення морськими картами відповідних сфер діяльності суспільства, і в першу чергу, мореплавства.

Аналіз сучасного стану виробництва морських навігаційних карт і забезпечення ними практичних потреб в інших морських країнах показує необхідність розвитку національного виробництва, яке грунтується на сучасних можливостях ГІС-технологій. Світові тенденції розвитку навігаційного забезпечення судноплавства свідчать про постійне розширення потреб суспільства як в кількості карт так і в підвищенні якості їх змісту, а також в поступовій уніфікації умовних знаків. Останнє питання постійно порушується відповідними міжнародними організаціями.

Для України особливої гостроти проблема створення національної колекції морських навігаційних карт набрала в умовах проголошення незалежності. Фактично держава втратила науково-методичне та організаційне забезпечення створення таких карт, оскільки відповідна науково-виробнича система традиційно була централізована і центр знаходився в Росії. Тому на сьогоднішній день вирішення проблеми має два аспекти: розробка науково-методичних основ створення системи морських карт у цілому, враховуючи сучасні практичні потреби та організація сучасного власного картографічного виробництва. Вказані обставини і розуміння стану справ щодо необхідності забезпечення суспільства морськими картами і обумовили виконання цього дисертаційного дослідження.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота пов’язана з виконанням завдань по проекту «Створення національної системи виробництва морських навігаційних карт» (шифр «Картографія») Державної програми створення системи і технологій навігаційного, картографічного і гідрографічного забезпечення мореплавання (шифр «Гідрографія»), затвердженої Постановою Кабінету Міністрів України від 17 березня 1995 р. № 5397/96.

Мета та задачі дослідження. Головна мета - розробити науково-методичні основи створення національної колекції морських навігаційних карт та забезпечення такими картами потреб господарства України. Згідно з цією метою необхідно було вирішити наступні задачі:

- проаналізувати досвід історичного розвитку картографування Азово-Чорноморського басейну;

- визначити потреби у морських картах, вдосконаленні їх змісту, модернізації умовних знаків, виходячи з умов суспільного розвитку, геополітичного положення України та зарубіжного досвіду створення морських карт;

- визначити основні вимоги до сучасних морських навігаційних карт;

- обгрунтувати теоретичні та методичні положення створення та використання системи національних морських навігаційних карт;

- здійснити експериментальні розробки по конструюванню нових умовних знаків та використання комп’ютерних технологій у розробці карт.

Об'єктом дослідження виступає система морських навігаційних карт, яка окреслюється у зв’язку із специфікою їх змісту, призначення, використання та функцій, які вони виконують у суспільстві.

Предметом дослідження є науково-методичні засади створення і використання сучасних морських карт.

Методи дослідження. Основними з використанних є: історичного аналізу (для опрацювання історії картографування); описовий та порівняльно-географічного аналізу (застосовано при розгляді геополітичного положення України та особливостей судноплавства); маркетингових досліджень (при визначенні потреб користувачів карт); системний підхід та структурно-графічне моделювання (при обгрунтуванні теоретичних і методичних положень по визначенню системи карт та вимог до них); експерименту та систематизації (використано при формулюванні основних функцій карт, принципів конструювання умовних знаків); графічні прийоми (декомопозиції малюнку, спрощення, уточнення тощо) - при створенні графічних зображень умовних знаків; графо-аналітині прийоми та технічні методи обробки інформації використані при складанні технологічних схем підготовки та видання карт.

Наукова новизна одержаних результатів. Дисертація є першим в Україні комплексним науковим дослідженням, стосовно визначення суті та змісту системи морських карт, шляхів та принципів їх створення та використання у мореплавстві та інших галузях. У результаті її виконання:

- вперше опрацьовано періодізацію історії картографування Чорного та Азовського морів;

- вдосконалено методику визначення потреб суспільства у морських картах (у т.ч. на основі маркетингових досліджень), виходячи із їх специфіки, та на основі вивчення зарубіжного досвіду;

- вперше розроблені моделі сучасної системи морських навігаційних карт та передачі інформації від виробника до споживача, а також сформульовано основні вимоги до їх змісту;

- обгрунтовано наукові основи визначення системи умовних знаків для морських навігаційних карт, що видаються в Україні, вперше сформульовано принципи та методи їх розробки;

з

- проведені експериментальні роботи по конструюванню окремих умовних знаків;

- обгрунтовано принципи та методику формування картографічної бази даних, організованої за принципом комірок та масштабних рядів;

- розроблена і впроваджена у виробництво методична схема створення морських навігаційних карт на основі існуючих комп’ютерних технологій.

Практичне значення одержаних результатів. Результати проведених автором досліджень увійшли до звіту про науково-дослідну роботу Державного науково-дослідного підприємства «Укрморкартографія» «Створення виробничо-технічного комплексу для виробництва морських навігаційних карт і посібників», як розділу проекту «Створення національної системи виробництва морських та річкових навігаційних карт» Державної програми «Гідрографія» 1997 р. (№ держреєстрації 01974002415).

За результатами досліджень створена програма спецкурсу «Економіка та організація картографічного виробництва» для студентів-картографів географічного факультету Київського університету імені Тараса Шевченка (у співавторстві). Наукові та практичні результати досліджень використанні при розробці та при підготовці до видання нових умовних знаків для морських навігаційних карт України, при укладанні та виданні 7 аркушів морських карт, а також при складанні Державної цільової програми розвитку морської картографії в Україні до 2005 p., при розробці заходів по вдосконаленню роботи ДНВП «Укрморкартографія».

Особистий внесок здобувана. Науково-організаційні та методичні положення по формуванню системи створення та видавництва морських навігаційних карт в Україні розроблені автором особисто на основі аналізу історичного розвитку картографування Азово-Чорноморського басейну, вивчення досвіду організації відповідних служб зарубіжних країн, опрацювання геополітичного положення та умов становлення України як морської держави. Методичні положення про вдосконалення системи умовних знаків для вітчизняних морських навігаційних карт розроблені самостійно. Методику визначення потреб суспільства в картах розроблено особисто з використанням вже відомих положень, які застосовуються у суміжних сферах. Вивчення досвіду організації системи впровадження морських електронних карт в країнах Балтії здійснено автором особисто під час стажування у відповідних службах цих країн.

На основі програмного продукту dKart Base Line розроблено автором і впроваджено у виробництво методично-технологічну схему створення електронних і паперових морських навігаційних карт.

Дисертаційне дослідження є одноосібною працею, в якій реалізована авторська ідея та використано авторський підхід стосовно теоретичних, науково-організаційних та методично-технічних положень до питання забезпечення потреб вітчизняного мореплавства в сучасних морських навігаційних картах.

Апробація результатів дисертації. Основні положення і результати доповідалися автором та були обговорені на таких наукових конференціях: Другій Міжнародній науково-практичній конференції «Картографія та вища школа» (Київ, 1998р.); VII Міжнародній конференції «Baltic RECC» (Таллін, 1998р.); Робочій зустрічі представників гідрографічних служб країн Чорного моря (Одеса, 1998р.); Науковій конференції «Геоморфологія в Україні: новітні напрямки і завдання», присвяченої 50-річчю кафедри геоморфології, та палеогеографії Київського університету шені Тараса Шевченка*, (Київ, 1999р.); VI щорічний конференції з проблем розвитку водного транспорту в Київській державній академії водного транспорту (Київ, 2000 p.); VIII з’їзді українського географічного товаривства (Луцьк, 2000 p.); Міжнародній науково-практичній конференції «Проблеми і перспективи транскордонного співробітництва в аспекті процесів Європейської інтеграції» (Луцьк, 2000 p.).

Публікації. Результати дисертаційного дослідження висвітлені у 8 публікаціях в наукових фахових виданнях і збірниках наукових праць та 1 методичному посібнику (загальним обсягом 5,0 друк, аркушів), з них 7 самостійно (2,3 друк, аркушів).

Обсяг та структура дисертації. Робота складається із вступу, 4-х розділів, висновків, додатків (усього 191 стор. машинописного тексту, з них 8 рис., 2 таблиці, 27 стор. додатків, зокрема 15 стор. рис.). Список використаних джерел включає 108 найменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ ДИСЕРТАЦІЇ

У розділі 1 «Картографування акваторій Чорного і Азовського морів та розвиток досліджень для потреб мореплавства» розглянуто історичні особливості та рушійні сили розвитку прийомів та методів картографування, опрацьовано періодизацію цього процесу.

Пріоритет мореплавства в Чорному та Азовському морях належить стародавнім грекам, які у VII-VI ст. до н.е. поступово колонізували береги Чорного моря, зокрема Північне Причорномор’я, заснувавши там такі міста-держави як Ольвія, Пантікапей, Феодосія, Херсонес та ін.

З цього часу відомі так звані «періпли», тобто описи берегів, вздовж яких здійснювалось плавання. Періпли із розвитком мореплавства доповнювались схематичними картами, які згодом почали створюватись у вигляді спеціалізованих морських карт-порталанів.

Таким чином, перший (від найдавніших часів до кінця XVII століття) період характеризується несистематичним вивченням і картографуванням Азово-Чорноморського басейну, що виражалось у створенні, головним чином, карт-портоланів.

Подальший розвиток морської картографії Чорного та Азовського морів (другий період) пов’язаний із приєднанням українських земель до Російської

імперії і співпадає з періодом російсько-турецьких воєн, який почався у кінці XVII ст. Безпосередній результат цих воєн - вихід Росії до Чорного та Азовського морів - спричинив ще один наслідок, а саме, створив об’єктивні передумови для розвитку морської картографи на основі залучення для виконання зйомочних робіт іноземних геодезистів та гідрографів, які володіли необхідними навичками розробки та складання карт.

Отже, для другого періоду (від кінця XVII ст. до середини XIX ст.) характерними є картографування окремих ділянок морів, в першу чергу прибережних, на основі спеціально створених для цього державних відомств, концентрацією видавництва в Санкт-Петербурзі. Для створення карт почала використовуватись точна математична основа (проекція Г.Меркатора), вперше запроваджено умовні знаки.

Третій період розвитку досліджень (XIX - початок XX ст.) відрізняється широкомасштабними гідрографічними роботами, які охоплюють майже всю акваторію Чорного та Азовського морів, подальшим вдосконаленням змісту морських навігаційних карт, наближенням їх за якістю до карт провідних морських держав, створення перших атласів Чорного та Азовського морів. Це відбувалося на основі створення гідрографічного відділу Чорноморського флоту (1832 р.), організаційного оформлення лоцманських та маячних служб.

В цей період створені перші лоції, здійснено картографування акваторій, які характеризуються небезпекою щодо здійснення мореплавства (гирлові частини Дунаю, Дніпра, Дністра, Дону, Ріоні, а також акваторії портів у Севастополі, Одесі, Миколаєві, Феодосії, Новоросійську, Керчі, Маріуполі, та ін.).

Радянський період (1917-1991 рр.) характеризується створенням нормативних документів колишнього СРСР, у т.ч. умовних знаків, які закладені в основу розробки національних українських, створенням повної національної колекції морських навігаційних карт, зокрема на Азово-Чорноморський басейн, вдосконаленням змісту морських карт, розширення об’єкту картографування за рахунок досліджень окремих районів Світового океану.

Цей період хронологічно співпав із значними досягненнями в науці та техніці, що докорінно змінило умови мореплавства, вплинуло на підвищення якості знімальних робіт, удосконалило технологію укладання карт в камеральних умовах та їх друк. Ці досягнення пов’язані, в першу чергу, із винайденням радіо, аерофотозйомки (згодом космічної зйомки), розробкою нових матеріалів для друку тощо. У цей же час склалось перше наукове уявлення про сферу морської картографи і місце в ній навігаційних карт.

У1950-1970 роки були проведені роботи по дослідженню майже усієї акваторії Чорного та Азовського морів, особлива увага приділялась при цьому акваторії портів, гирлових частин річок, проток (зокрема, Керченської). Проведені роботи дозволили зібрати багатий матеріал про рельєф та грунти, навігаційну обстановку, гідрометеорологічний режим тощо. На цій основі створено сучасну колекцію морських карт, у тому числі морських навігаційних (яка належить Росії).

Соціально-політичні зміни у суспільстві другої половини 1980-х років поглибили міжнародне співробітництво на Чорному морі, зумовили більш інтенсивне використання картографічних методів в інтересах торговельного та промислового мореплавства.

Сучасний період (з 1991 p.), пов’язаний із проголошенням незалежності України, характеризується становленням національної морської картографії (як в теоретико-методичному, так і в організаційному аспектах).

Здійсненний аналіз показує, що, на сьогоднішній ден, у цілому, склалось уявлення про зміст морських навігаційних карт, але у зв’язку із розвитком України як суверенної держави, необхідно створення національної науково-методичної бази розробки карт, а також створення організаційно-технічних умов їх видання.

У розділі 2 «Об’єктивні передумови та фактори для розвитку морської картографії в Україні» проведено аналіз умов, які визначають можливість та необхідність створення системи національних морських карт.

Існуючі тенденції розвитку суспільства свідчать, що подальший розвиток національного морського транспорту пов’язаний із інтеграцією України у світове співтовариство на основі нарощування досліджень, пов’язаних із використанням мінеральних та живих ресурсів моря, розробкою та реалізацією проектів транспортування енергетичних ресурсів (нафти, газу), збільшенням вантажопотоків. Розвиток міжнародних контактів сприяє піднесенню значення Азово-Чорноморського басейну як транзитного, що грунтується на реалізації ідеї так званих транспортних коридорів, що знайшло відображення в документах міждержавного рівня. Головним міжнародним документом є проект європейського Союзу «TRACECA» (Transport corridors Europe Caucasus Asia), що був започаткований у 1993 році. Метою проекту є розвиток транспортного коридору Захід-Схід з Європи через Чорне море, Кавказ, Каспійське море, з виходом до Центральної Азії. У зв’язку з цим підвищується роль і значення таких важливих технічних засобів здійснення мореплавства, як морські навігаційні карти.

Досвід становлення і розвитку державних картографічних служб країн Балтії, найбільш схоими за умовами забезпечення мореплавства з умовами України, показує, що існує нагальна необхідність створення науково-методичних основ для розробки і створення національної колекції морських карт, а також організаційно-виробничої бази забезпечення цієї ідеї. Важливим науково-організаційним моментом є використання сучасних електронних систем.

Сучасними об’єктивними факторами створення та використання національних морських навігаційних карт слід вважати: 1) існування широкого кола користувачів, що склалось традиційно і постійно доповнюється за рахунок розвитку суспільних відносин; 2) значні можливості науково-теоретичної та методичної картографічної бази, що виражається у багаточисельних теоріях, методичних прийомах; 3) впровадження у практику картографування геоінформаційних технологій, що може бути використано для створення сучасного виробництва як традиційних паперових так і електронних карт.

Сфера використання морських навігаційних карт не обмежується традиційними суб’єктами (військовий, торговельний, риболовецький, науково-дослідний флот). Нині такі карти забезпечують також успішну діяльність організацій, які займаються пошуком і розробкою природних ресурсів, прокладкою комунікацій тощо.

Таким чином наявність або відсутність морських карт, навігаційних, зокрема їх якість, безпосередньо впливає на інтенсивність судноплавства в даному регіоні, на ступінь розвитку мережі шляхів, а відтак і на стан економіки приморських регіонів окремих держав.

Тому на сучасному етапі становлення державної морської політики, розвитку вітчизняної навігаційної практики необхідно розглядати три головні аскпекти:

Перший пов’язаний із визнанням необхідності створення морських навігаційних карт певної якості; це ж стосується й інших посібників, які забезпечують мореплавство (лоції, таблиці, допоміжні карти тощо).

Другий аспект стосується стану теоретико-методичного та науково-організаційного забезпечення складання карт для потреб мореплавства в Україні, враховуючи світовий досвід у цій сфері, а також досвід країн колишнього СРСР, які після цього розпаду опинились в такому ж становищі щодо створення морських навігаційних карт, що і Україна.

Третій аспект вимальовується при розгляді можливостей сучасної техніки щодо забезпечення усієї схеми складання і видання морських навігаційних карт.

Однією з вагомих причин необхідности створення і розвитку сучасної системи морських навігаційних карт є інтенсивність їх використання. Тому експериметальною частиною роботи є вивчення проблеми задоволення потреб користувачів таких карт. Для цього застосовано методику маркетингових досліджень, яка здійснювалась шляхом розробки і поширення анкет з подальшим аналізом відповідей.

Значення морських карт у суспільстві та завдання розробки принципів та підходів удосконалення їх змісту вимагають визначення головних функцій та вимог до них.

Навігаційна функція пов’язана з головним призначенням карт - служити посібником і основою для забезпечення прокладки курсу судна і передбачає такі вимоги як висока ма-тематична точність, достовірність і сучасність зображення, зручність у користуванні тощо.

Не менш важливою є функція інформаційна, яка в теорії картографії відіграє роль методологічного стрижня, значення якого важко переоцінити, особливо у зв’язку з концепцією сучасного картографічного моделювання. Тому головна вимога, яка висувається до карт з цих позицій - бути головним джерелом просторової інформації в усьому комплекті посібників, якими користуються мореплавці (лоції, таблиці тощо). Забезпечення цієї вимоги визначається використанням науково обгрунтованої системи умовних знаків.

Юридична (правова) функція морських навігаційних карт виступає при розгляді судових справ, пов’язаних з судноплавством і державною приналежністю морських акваторій. Тому необхідною вимогою до карт є достовірне і точне відображення обрисів берегової лінії, лінії державних кордонів, границь економічних зон тощо, а також позначення державної приналежності окремих географічних об’єктів.

Представницька функція пов’язана із сприйманням карт як атрибуту держави, в даному разі як свідчення про те, що Україна є самостійною морською державою, із своєю системою необхідних карт і всіма іншими об’єктами навігаційного забезпечення, включаючи власне картографічне виробництво. Це вимагає розробки системи розграфки та номенклатури (з відповідними позначеннями на кожному аркуші карти), а також друк вихідних даних на кожному примірнику (місце і час видання карти, її державну та відомчу приналежність).

Історична функція морських навігаційних карт зводиться до їх використання при історичних дослідженнях, виявлення місцепозначення літописних об’єктів, їх конфігурації, інших характеристик. Для сучасних карт така функція не є характерною, вона може проявлятися з часом. Для її забезпечення карта повинна задовольняти усім вказаними вище вимогам.

Розділ 3 «Теоретико-методичні основи створення системи морських навігаційних карт та шляхи вдосконалення їх змісту та використання» присвячений обгрунтуванню та розробці наукових засад надійного функціонування системи морських навігаційних карт (від створення до використання), що передбачає реалізацію такої практичної схеми: визначення сутності карт та особливостей їх використання, розробка приципів та методів удосконалення змісту, визначення вимог до номенклатури, проведення експериментальних розробок по удосконаленню умовних знаків.

Сучасні вимоги до морських навігаційних карт, функції, які вони виконують у суспільстві, а також використання для їх створення сучасних геоінформаційних технологій, потребують нового підходу до них, як просторово-логічних моделей, що пов’язані із передачею інформації від розробника до споживача. Це дає змогу розробити відповідну графічну класифікаційну модель (рис. 1), що включає різні за змістом та спеціальним призначенням карти, які використовуються в практиці мореплавства і визначають його безпеку. Зміст карт, у свою чергу, визначається системою умовних знаків, яка в межах кожного аркушу фіксує, формалізує і систематизує поняття, про необхідні ознаки та особливості акваторії, що картографується. Ця система представляє собою відокремлений технічно від самих карт спеціфічний твір, який є державним стандартом стосовно морських карт. При цьому, умовні знаки є понятійною, методичною і технічною основою для виготовлення самих карт. Як показує історія розвитку картографування Чорного та Азовського морів, за певних історичних обставин виникає необхідність перегляду їх змісту, зокрема в сучасних умовах.

Рис. 1. Графічно-структурна модель сучасної системи морських навігаційних карт

ТРАДИЦІЙНІ (образно-знакові моделі) £

з:

МОРСЬКІ НАВІГАЦІЙНІ КАРТИ

АВТОМАТИЗОВАНІ ТЕХНОЛОГІЇ ЕЛЕКТРОННІ (просторово-логічні

Діапозитивні Рельєфні Паперові

=£

типи карт

Векторні

<

Растрові

Навігаційні

£

м

Спеціальні Довідкові

Г в'пд И К А Дт і і І

І

А<\ш

ТА Б И

П

ТА БАЗОВІ М А СП ТА БИ

Допоміжні

XX

5 000 000-1:1000 000 1:1000000-1:100000 1:100 000- 1:25 000

1:25 000 - 1:500

1 Б а 'І 1 і о в а ґ і т а т о х і д н і картографі чш і р 0 е ц і ї

Меркатора Гаусса Стерео- графічна Рівнокутна конічна Рівнопроміжна конічна Гномонічна Рівнопроміжна азимутальна Рівновелика азимутальна

Тому одним із завдань дослідження є визначення головних принципів, які доцільно закласти в основу конструювання системи національних умовних знаків для морських навігаційних карт.

Принцип спадковості передбачає використання вже існуючих, перевірених практикою наробок. Це стосується як усієї системи, так і окремих умовних знаків (щодо їхнього графічного зображення, смислового навантаження, прийнятих скорочень тощо).

Принцип традиційності стосується, в основному, зовнішнього оформлення морських карт і означає використання графічних елементів змісту, які, хоча з часом і змінюють свій сенс і призначення, за всіма своїми ознаками є атрибутами даного виду спеціальних карт. Це стосується, наприклад, специфічних елементів оформлення і змісту, (компасна картушка, знак морського відомства тощо).

Реалізація принципу специфічності означає забезпечення органічної єдності вузького призначення (для потреб мореплавства) та змісту. Практично це обгрунтовує вимоги щодо збереження мінімальної кількості умовних знаків за рахунок розширення змістовного списку найбільш актуальних з них та вилучення застарілих. Це стосується, наприклад, позначень різних типів орієнтирів, які в умовах зростаючих можливостей радіонавігаційних систем, втартили своє навігаційне значення і можуть бути узагальнені.

Застосування принципу сучасності передбачає постійне (періодичне) приведення умовних знаків у відповідність до: 1) сукупності об’єктів, які визначають навігаційну обстановку і повинні, таким чином, бути відображеними на картах; 2) технічних умов збору, обробки, збереження та візуалізації відповідної інформації.

Принцип системності, у даному випадку передбачає логічність і об’єктивність конструювання системи умовних знаків. Його здійснення грунтується на відомих у картографії засадах, що, якщо знаки знаходяться у системі, вони створюють при використанні на карті максимально повний образ дійсності, тобто карта є найбільш адекватною моделлю об’єкту картографування.

Застосування принципу універсальності щодо системи умовних знаків передбачає можливість їх сприйняття найбільш широко можливим колом споживачів як вітчизняних, так і, особливо, зарубіжних. Необхідність урахування цього принципу визначається необхідністю інтеграції України в світовий інформаційний простір, а також вигодами економічного характеру. Принцип універсальності стає все більш вагомішим в сучасних умовах забезпечення мореплавства і витримується на основі врахування рекомендацій Міжнародної гідрографічної організації щодо змісту карт та умовних знаків.

Принцип узгодженості передбачає деяку подібність умовних знаків морських карт до умовних знаків інших загальногеографічних карт. Витри-мання такого принципу дає можливість без спеціальної підготовки у разі необхідності «читати» й інші карти, а за деяких обставин використовувати одночасово і морські і загальногеографічні.

Вказані принципи визначили методику і зміст експериментальної частини роботи, яка стосується конструювання системи нових умовних знаків. Для цього були використані діючі знаки російських карт, розроблені в колишньому СРСР (останнє видання 1985 р.), з урахуванням вимог міжнародних документів, зокрема Специфікації щодо змісту карт та умовних знаків, затвердженою Міжнародною гідрографічною організацією.

Практично, конструювання відбувалось у двох аспектах. Перший стосується представлення умовних знаків як окремої графічно-символічної системи, у формі окремого твору, і передбачає:

- подання назв умовних знаків, а також прийнятих скорочень, двома мовами (українською та англійською);

- відокремлення умовних знаків морських карт від умовних знаків річкових шляхів.

Другий аспект стосується окремих умовних знаків, що практично апробовано слідуючими основними методами та прийомами:

- введення нових на основі розширення кількості об’єктів картографування, які необхідно вносити до змісту карт (портові споруди, сучасні радіонавігаційні технічні засоби тощо);

- вилучення деяких застарілих умовних знаків у зв’язку з тим, що об’єкти (або поняття, які їм відповідають) уже не використовуються в навігаційній практиці;

- узагальнення, тобто об’єднання в одному малюнку окремих понять, які відповідають однаковим за навігаційним змістом об’єктам;

- роз’єднання (декомпозиція зображення) умовних знаків при умові, якщо окремі складові відповідного об’єкту картографування набули самостійного значення як орієнтири тощо;

- спрощення малюнку (графічного зображення) у зв’язку з: а) можливостями та вимогами комп’ютерної графіки; б) необхідністю підвищенням наочності та інформативності знаку;

- заміни малюнку на основі схожості знаку з іншими або при логічній невідповідності змісту і графічного зображення;

- доповнення умовного знаку за рахунок введення позначок характеристик об’єкту або для покращення графічного зображення;

- переклад пояснювальних назв в зразках умовних знаків. Причому, власні назви географічних об’єктів змінено на назви об’єктів, що виключно розташовані на території України, їх переклад англійською мовою здійснено шляхом транслітерації.

На такій методологічній основі проведено практичне конструювання системи умовних знаків для національних морських навігаційних карт. В результаті експериментальних розробок за визначеними принципами кількість умовних знаків не змінилась (всього 611), але у результаті удосконалення вилучено як застарілі 52, розроблено нових 43 знаки, удосконалено та модернізовано 110 знаків. Зміна

відбулась в основному, за рахунок введення нових умовних знаків соціально-економічних об’єктів, пов’язаних з роширенням функцій морських перевезень (рис. 2).

Важливим елементом змісту морських навігаційних карт є позначення розграфки і номенклатури, що у даному випадку, базується на таких, визначених автором, положеннях:

- логічна адекватність принципам побудови систем номенклатур іноземних морських навігаційних карт;

- відповідність вимогам та рекомендаціям відповідних міжнародних організацій;

- урахування особливостей географічного положення України.

Врахування цих положень визначає можливість міжнародного взаємо-

обліку морськими навігаційними картами, що важливо при входженні України у світовий інформаційний простір.

У розділі 4 «Методика практичної реалізації технологічної схеми створення морських навігаційних карт» викладена методика практичної реалізації розробленої автором технологічної схеми створення таких карт. Вона включає три взаємопов’язані підсистеми: введення та зберігання даних, геоінформаційного аналізу; виведення результатів.

Підсистема введення даних включає як автоматичні (ZIP-диски, що використовуються для зберігання тимчасової інформації, необхідної на етапі цифрування; магніто-оптичні диски, що використовуються для зберігання готових цифрових наборів морських навігаційних карт, оптичні диски -для зберігання великих обсягів інформації; гнучкі магнітні диски; сканери), так і інтерактивні засоби (цифрувачі, факс-модеми, клавіатура).

Ефективність роботи електронного обладнання на технологічній схемі створення морських навігаційних карт досягнуто завдяки створенню локальної комп’ютерної мережі з 10-ти ПЕОМ, складовою частиною якої є сервер, який не тільки поєднує вказані складові локальної мережі, а й з’єднує картографічну базу даних з іншими геоінформаційними продуктами, що застосовуються в технологічній схемі створення морських навігаційних карт.

Базовим програмним продуктом, що складає підсистему ГІС-аналізу, картографічну систему dKart OFFICE, основним елементом якої є картографічна база даних, організована за принципом комірок та масштабних рядів. Кожна комірка являє собою цифровий набір даних, який відповідає вимогам стандарту у міжнародному форматі обміну S57/DX90 v.3.0.

Складовими частинами системи dKart OFFICE є: система створення комірок, система верифікації даних, система коригування, система резервного копіювання, система управління базою даних (СУБД) «Вогні та знаки», СУБД гідрографічних зйомок, система управління кореспонденцією, система підготовки до видання паперових морських навігаційних карт та Повідомлень мореплавцям, а також система підготовки до видання лоцій і керівництв для плавання.

До розділу «Портові об’єкти»

Докова клгтжа Gridion

(Зт)

Залізничний крон і його вантажопідйомність Travelling crone (on railway) with lifting copocity

\ ..ГГ—C'1 Прогулянковий пірс

=Д==========СЇ=Й:~:“ Promenade pier

Mr

iTT-

Нелрипливний басейн. Відкритий портовий басейн Nontidol basin. Wet dock

Припливний басейн, говань Tidal basin, tidal harbour

. Плавучий нофтовий бар'єр

0,be"wr Floating oil barrier

fa )

. О J

--------- Портовий кран і його

воктажопідйомність Sheerlegs with lifting copodty

i ) Якірне місце з показаним ' ' . . - колом ходіння судна на якорі

Anchor berth with shown

swinging tirde

r-4,-

-4.-

4 i

і ■

Ройон якірної стоянки для Суден з вибуховими речовинами Explosives onchoroge orea

До розділу «Споруди на морі»

Підводна бурово свердловина:

— із зазначенням безпечної зони;

— with limit of sofety zone;

Труба, що сполохує Flare stack

- із зазначенням назви

- with designated name

Спостережно дослідницько плотформа Observation research platform

До розділу «Служби»

(F>г

-1 и

Місце висодки лоцманів з гелікоптера Place of pilot boarding from helicopter

Полярно стонція Polar stotion

CC(стрільби) SS(Finng)

Стонція сигналів про бойову підготовку Firing signal station

Пункт укриття для тих, хто зазнав аварії корабля Rescue stotion

Рис. 2. Нові умовні знаки

Основною особливістю електронної картографічної системи cLKart OFFICE є висока ефективність обробки інформації, яка досягається шляхом автоматизації найбільш трудомістких процесів, необхідних при картоукладанні, здійснюючи не просте копіювання ручної технології із застосуванням комп’ютерної техніки, а засноване на якісно нових рішеннях, що забезпечують принципове підвищення якості і надійності картографічних матеріалів при виданні морських навігаційних карт як в традиційному, так і електронному варіанті.

Підсистема виведення результатів роботи технологічної схеми включає три модулі: модуль засобів пасивної графіки (принтери, плоттери); модуль тиражування та передавання інформації (ксерокси, CD-, МО-, ZIP-дисководи, гнучкі магнітні диски); модуль післядрукарського обладнання.

Методика створення, коригування та підготовка до друку електронних морських навігаційних карт включає такі основні етапи:

- внесення вхідних даних до бази на сервер: аналогова інформація з паперової карти вводиться через сканер; цифрові дані гідрографічних служб передаються через INTERNET;

- векторизація растрових карт здійснються засканерним зображенням, отриманим з паперової карти;

- геоінформаційний аналіз, що включає редагування об’єктів, імпорт даних, обробка данних і верифікація цифрових наборів, виконується інтерактивно на ПЕОМ;

- перевірка і редагування цифрових наборів та підготовка їх до пасивної візуалізації.

Основним методом побудови морських навігаційних карт на основі програмного забезпечення dKart OFFICE є пошаровий, який передбачає послідовне накладання прозорих шарів, кожен з яких містить окремий аспект змістового навантаження.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і вирішення проблеми, що вивляється в обгрунтуванні та розробці науково-методичних основ створення національної системи морських навігаційних карт.

Головні наукові і практичні результати роботи заключаюгься у послідовному вироблені слідуючих положень:

1. Аналіз історії досліджень Азово-Чорноморського басейну показує, що із розвитком суспільства і освоєнням водних акваторій виникає необхідність вдосконалення засобів мореплавства, у тому числі, змісту морських карт.

Перша централізована держава на території України - Київська Русь -не була практично морською. Цей факт разом з іншими історико-географіч-ними обставинами пояснює традиційну особливість розвитку вітчизняної морської картографії. Вона заключається у тому, що перші дослідження Чорного та Азовського морів належать представникам інших народів (іноземцям)

і вироблені ними методики і традиції у цій сфері були використані щодо вивчення вказаного об’єкту у більш пізні часи. З початку XVIII ст. систематичне вивчення Азово-Чорноморського басейну і розвиток української морської картографії відбувався у складі загальноросійської (до 1991 р.). Значним стимулом розвитку при цьому є необхідність картографічного забезпечення для задоволення воєнно-політичних інтересів.

Цей же фактор визначає виділення історичних періодів в історії картографування Чорного та Азовського морів, тематичне спрямування картографічних досліджень, географічне розширення об’єкту картографування а також вдосконалення технічних методів складання та виробництва карт.

Загалом, розвиток досліджень, пов’язаних із морською картографією і, зокрема, з виробництвом морських навігаційних карт, залежать від таких головних факторів: геополітичного положення, техніко-економічного розвитку та науково-організаційного забезпечення.

2. Становлення України як морської держави пов’язане із двома обставинами: геополітичним положенням, зокрема, виходом до акваторій Чорного та Азовського морів та соціально-політичними подіями - проголошенням незалежності та виходом із складу СРСР. Все це обумовлює об’єктивну необхідність і можливість впровадження національної системи створення морських навігаційних карт, що може бути здійснено з урахуванням досвіду зарубіжних країн.

Важливою складовою цієї системи є користувачі картографічної продукції, запити яких визначають якісні характеристики змісту карт, обумовлюють рух і оновлення картографічної інформації. Тому вивчення потреб суспільства в морських навігаційних картах за допомогою маркетингового прийому дослідження є важливим моментом в організації картографічного виробництва взагалі.

Здійснення практичних заходів у цьому напрямку може бути вирішено за умови науково-методичного опрацювання створення системи морських навігаційних карт, виходячи із їх головних функцій (навігаційна, інформаційна, юридична, представницька).

Вказані функції визначають головні вимоги, що в сучасних умовах пред’являються до морських навігаційних карт: достовірність і точність; зручність у користуванні; сучасне штрихове та кольорове оформлення, визначення якісних та кількісних характеристик, поданих на карті.

3. Використання структурно-графічних моделей є необхідною умовою для подальших методичних і експериментальних розробок по визначенню сучасної системи морських карт, вдосконаленню їх змісту, вироблення принципів та прийомів удосконалення умовних знаків. Створення та аналіз моделей показує, що функціонування інформації в системі «виробник-користувач» забезпечує сучасність змісту карти та можливості її практичного використання. На початковому етапі головна функція в зборі та обробці інформації належить виробнику. На другому етапі систематизована інформація у вигляді карти активно використовується і споживачем (для практичних потреб) і виробником

(як джерело формування бази даних для подальшого виробництва). На останньому етапі головну роль відіграє користувач, який видозмінює інформацію для забезпечення своєї діяльності. Головна умова здійснення картами своїх функцій виконується за рахунок існування системи умовних знаків, практичне конструювання яких здійснюється на основі визначених вимог до карт, урахуванням вимог Міжнародної гідрографічної організації, а також побажань користувачів картографічної продукції. Методика конструювання визначається окремими прийомами щодо удосконалення та модернізації умовних знаків 1985 року.

Експеримент по конструюванню системи умовних знаків для морських навігаційних карт показує, що найбільшого удосконалення потребують розділи, які відображають портові об’єкти (за рахунок розробки нових знаків та удосконалення існуючих), оскільки це пов’язане із значними соціально-економічними зрушеннями, розвитком України як морської держави. Одним із важливих питань є обгрунтування позначень, які відбивають державні інтереси України в Чорному та Азовському морях.

Розробка системи розграфки і номенклатури національних морських навігаційних карт та відповідні позначення на самих аркушах (адміралтейський номер) виконують представницьку функцію щодо державності України. Розроблені принципи, які відбивають особливості національних морських навігаційних карт, дають змогу визначення за адміралтейським номером такі параметри карти: район Світового океану, на який складена карта; масштаб; характер додаткового навантаження (радіолокаційна сітка тощо). Все це дає можливість включення України у міжнародний взаємообмін і входження у світовий інформаційний простір.

4. Раціональна схема створення морських навігаційних карт з урахуванням сучасних технологій та потреб користувачів, включає такі основні підсистеми: введення та зберігання даних; геоінфомаційного аналізу; виведення результатів. Таким чином, як показує практика, можуть бути реалізовані методичні підходи створення електронних та паперових морських навігаційних карту міжнародному форматі обміну Б57/БХ90 тег.З.О.

Ефективність роботи електронного обладнання в технологічній схемі досягнуто завдяки створенню локальної мережі з 10-ти ПЕОМ, складовою частиною якої є сервер, який поєднує картографічну базу даних з програмними продуктами для створення морських навігаційних карт.

Створення електронних морських навігаційних карт відбувається на виробничому комплексі, що базується на електронно-картографічній системі (ІКагШЕИСЕ.

Основним елементом системи є картографічна база даних, організована за принципом комірок та масштабних рядів. Кожна комірка являє собою цифровий набір, який відповідає вимогам стандарту Б57/БХ90 уєг.З.О.

Вихідною інформацією для заповнення комірок слугують дані, отримані при векторизації по «підкладинці», а також матеріали топо-геодезичних досліджень і аерозйомок. Система верифікації картографічної бази даних призна-

чена для перевірки відповідності даних вимогам міжнародного стандарту S57.

Створена технологічна схема забезпечена програмним продуктом dKart Base Line, функціональні можливості якого забезпечують: трансформацію картографічних проекцій; автоматизовану генералізацію; автоматизовану векторизацію растрових зображень; виведення інформації для роботи з цифровою поліграфією.

ПУБЛІКАЦІЇ

1. Економіка та організація картографічного виробництва (проспект курсу та методичні вказівки до його вивчення та виконання практичних робіт).

- К.: П.П. «Байт», 1999 - 49 с. (співавтори Бондаренко Е.Л., Шевченко В.О.).

2. Картографические работы//Геология, геофизика и гидрография Северо-Запада Черного моря/Отв. ред. Е.Ф.Шннжов. - К.: Отд. морской геологии и осадочного рудообразования ННПМ НАН Украины, 1998.

- С. 169-175.

3. Состояние и перспективы производства морских навигационных карт и пособий для мореплавателей в Украине//Картографія та вища школа: 36. наук, праць, - К, вып. 2, 1998 - С. 20-25.

4. Основні вимоги до морських навігаційних карт//Картографія та вища школа: 36. наук, праць. - К.: Вид-во ДНВП «Укрморкартографія»,

1999. - Вип. 3. - С. 27-29.

5. Картографування Чорного та Азовського морів з найдавніших часів до кінця XVIII століття // Геоморфологія в Україні: новітні напрямки і завдання /Відп. ред. І.В.Мельничук - Київ: Київська обласна організація товариства «Знання України», 1999 - С. 155-159.

6. Прибрежні морські акваторії України та зображення їх меж на картах/ / Україна та глобальні процеси: географічний вимір: 36. наук, праць. В 3-х т. - Київ-Луцьк: Ред.-вид. відд. «Вежа» Волинський держ. унту. ім Лесі Українки, 2000. - Т. 2. - С. 345-348.

7. Основні принципи та методичні підходи до оновлення змісту умовних знаків морських навігаційних карт//Картографія та вища школа: 36. наук, праць. - К.: Видавництво ДНВП «Укрморкартографія», 2000. -Вип. 4.- С. 10-18.

8. Проблеми визначення сталих географічних параметрів території України// Соціально-економічні дослідження в перехідний період. Проблеми і перспективи транскордонного співробітництва в аспекті процесів Європейської інтеграції/ Редкол.: відп. ред. М.І.Долішній. -Луцьк: Ред. відд. «Вежа» Волинського держ. ун-ту ім. Лесі Українки,

2000. - С. 440-441 (співавтори Молочко А.М., Бондаренко Е.Л., Давиденко В.Ю., Шевченко В.О.).

9. Система морських навігаційних карт // Вісник геодезії та картографії.

- 2000. - № 1. - С. 33-35.

АНОТАЦІЯ

Гордєєв А.Ю. Науково-прикладні аспекти забезпечення морськими картами господарства України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук за спеці-альністю 11.00.12 - географічна картографія - Інститут географії НАН України, Київ, 2000.

Дисертація присвячена розробці теоретичних та методичних положень забезпечення господарства України морськими навігаційними картами на основі вивчення історії картографування Чорного та Азовського морів, аналізу геополітичного положення України, маркетингових досліджень. У дисертації розглянуто особливості використання морських навігаційних карт як моделей дійсності на основі передачі інформації від виробника до споживача, обгрунтовано класифікацію картографічних посібників, які використовують в практиці мореплавства і визначають його безпеку. Визначено вимоги до морських навігаційних карт, розроблено принципи удосконалення їх змісту, вказано принципи та підходи до створення системи національних умовних знаків. У результаті проведених досліджень здійснено експериментальні роботи по практичному конструюванню знаків, а також обгрунтовано методичну та технологічну схему створення та видання карт на основі сучасних комп’ютерних технологій.

Ключові слова: морські навігаційні карти, історія картографування, геополітичне положення, безпека мореплавства, умовні знаки, сучасні комп’ютерні технології.

ANNOTATION

Gordeev A. U. Scientific and applied aspects of provision the economy of Ukraine with nautical charts. - Manuscript.

Dissertation stands for a degree of candidate of geographical sciences by specialty 11.00.12 - geographic cartography - Geography Institute of Ukrainian National Academy of Sciences, Kyiv, 2000.

Dissertation is dedicated to developing theoretical and methodical theses on provision the economy of Ukraine with nautical charts on the basis of studies of the history of cartography of the Black Sea and the Sea of Azov, analyses of geopolitics position of Ukraine, marketing research. Dissertation presents the peculiarities of usage of nautical charts as models of reality based on dissemination of information from manufacturer to user, grounds classification of cartographic manuals used in marine practice and defined safety of navigation. It is specified nautical charts requirements, respectively the principles of their content improvement are worked-out, the principles and approaches to national symbols constructing are designated. In process of re-

search made experimental works on practical symbols constructing were carried out, and also methodical and technologic scheme of automated chart production and publication on modern computer technologies is grounded.

Key words: nautical charts, history of cartography, geopolitics position, safety of navigation, symbols, modern computer technologies.

АННОТАЦИЯ

Гордеев А.Ю. Научно-прикладные аспекты обеспечения морскими картами хозяйства Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.12 - географическая картография. - Институт географии НАН Украины, Киев, 2000.

Диссертация посвящена актуальному вопросу разработки теоретических и методических основ обеспечения хозяйства Украины, в первую очередь мореплавания, морскими навигационными картами. Рассмотрена особенность исторического развития картографирования акваторий Черного и Азовского морей; выделены исторические периоды в связи со степенью изучености, применяемых методов и целей картографирования (от древнейших времен до конца XVII ст.; с конца XVII ст. до середины XIX ст., от середины XIX ст. до начала XX ст.; период 1917-1991 гг.; современный период (с 1991 г.), который характеризуется становлением национальной украинской морской картографии (как в теоретико-методическом, так и в организационном аспектах). Проанализированы особенности геополитического положения Украины как морской державы. Отмечено, что развитие судоходства по Черному и Азовскому морях связано как с внутренними потенциальными возможностями хозяйства Украины так и выходом в Мировой океан. Большим стимулом к развитию служит использование морских путей как транзитных в случае реализации идей транспортных коридоров «Запад-Восток». Определено, что развитие морского транспорта связано также с интеграцией Украины в мировое сообщество на основе развития исследований связаних с использованием минеральных и живых ресурсов океана, а также исследование Антарктиды. Все это обуславливает повышение требований к обеспечению безопасности мореплавания, что связано в большой степени, с разработкой качественных морских навигационных карт. Показано, что необходимыми условиями развертывания производства морских карт следует считать: успешное развитие мореплавания и других смежных отраслей хохяйства; состояние науки, в даном случае географии и картографии; возможности современной техники, которое может обеспечить процессы издания. Проанализован опыт производства морских карт в зарубежных странах, в том числе странах Балтии, становление государственных служб по производству морских карт которых по своим историческим условиям

имеют общие черты с условиями Украины. Анализ указаных обстоятельств показывает необходимость разработки научно-методических основ для создания национальной коллекции морских карт, а также организационо-производственной базы для практической реализации разработок.

Для изучения внутренних потребностей в картах проведены маркетинговые исследования, что дало возможность сформулировать в полном объеме требования, предъявленные к морским навигационным картам и установить, что при эксплуатации они выполняют следующие основные функции: навигационную, информационную, юридическую, представительскую, историческую.

Продемострирована целесообразность использования метода структурнографического моделирования для представления системы морских карт с учетом всех их признаков и возможностей современной электронной картографии. Показаны также особенности передачи информации от разработчика к потребителю в процессе использования карт. С этой точки зрения, содержание карт определяется во многом, системой условных знаков, которая в границах листа карты фиксирует, формализирует и систематизирует понятия о необходимых признаках и свойствах акватории, которая подлежит картографированию. Такая система условных знаков является понятитной, методической и технической основой для составления самих карт.

Указанный подход дает возможность разработки основных методологических принципов конструирования национальных условных знаков, в том числе: всей системы, отдельных составляющих (разделов), отдельных условных знаков. К основным относятся принципы: преемственности, традиционности, специфичности, современности, системности, универсальности, согласованности. Указаны конкретные методические приемы, на основе которых проведены экспериментальные работы по созданию системы новых условных знаков.

Эксперимент по конструированию системы условных знаков на основе условных знаков 1985 г. показывает, что наибольшего усовершенствования требуют те разделы, которые отражают портовые объекты (за счет введения новых знаков и дополнения действующих). Это обусловлено со значительными социально-экономическими изменениями, введением средств современного навигационного оборудования, развитием Украины как морской державы.

Показано, что наиболее рациональной в современных условиях создания морских навигационных карт является система dKart Base Line. Разработаная на этой основе методическая и технологическая схема позволяет осуществлять производство морских навигационных карт, полностью отвечающих современным требованиям обеспечения мореплавания.

Ключевые слова: морские навигационные карты, история картографирования, геополитическое положение, безопасность мореплавания, условные знаки, современные компьютерные технологии. •