Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Объектно-картографический метод организации геопространственных данных региональных информационных систем

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "Объектно-картографический метод организации геопространственных данных региональных информационных систем"

На правахрукописи УДК 528.9

НИКИШИН АЛЕКСАНДР НИКОЛАЕВИЧ

ОБЪЕКТНО-КАРТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД ОРГАНИЗАЦИИ ГЕОПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ РЕГИОНАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Специальность 25.00.35 ГЕОИНФОРМАТИКА

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2005

Работа выполнена на Кафедре вычислительной техники и автоматизированной обработки аэрокосмической информации Московского Государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) и в Отделе ГИС Государственного научно-исследовательского и производственного центра «Природа».

Научный руководитель:

Доктор технических наук, профессор Журкин Игорь Георгиевич

Научный консультант:

Кандидат географических наук Карпухин Станислав Сергеевич

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Мартыненко Александр Иванович

Кандидат географических наук Кошкарев Александр Владимирович

Ведущая организация:

Уральский региональный производственный центр геоинформации «Уралгеоинформ»

Защита диссертации состоится « 9 » 2005 г. в 15. час. на

заседании диссертационного совета Д 212.143.03 при Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва К-64, Гороховский пер., 4, МИИГАиК, ауд. 321.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИГАиК. Автореферат разослан . 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Ю.М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Потребность в разработке темы определяется общей тенденцией к оптимизации структур БД для ГИС, прослеживающейся в последние годы в связи с совершенствованием компьютерных технологий. Увеличение быстродействия и ресурсов памяти современных машин позволяет концентрировать большие объемы многоаспектной информации о местности и явлениях окружающего мира в базах данных ГИС, зачастую строящихся как пространственно распределенные системы. Единое управление данными обеспечивает широкие возможности комплексного использования разнородной информации. Внедрение в ГИС новых мультимедийных приложений приводит к появлению ГИС с новыми возможностями визуализации информации, что обогащает ее представление и восприятие и приводит к упрощению и доступности ГИС-технологий. Использование технологий навигационных систем и средств коммуникации обеспечивает ГИС функцией обратной связи как с источниками формирования данных самой ГИС, позволяя обновление в реальном времени меняющейся ситуации о геопространственных объектах, так и с пользователями, запрашивающими информацию из ГИС в соответствии со своим пространственным положением. Это превращает ГИС из корпоративного специализированного средства в продукт массового потребления общественными, коммерческими организациями и частными пользователями.

В связи с этим, в условиях использования различных источников данных, значительных объемов информации современной ГИС и разнообразия запросов из нее, только разработка высокоэффективно организованных структур БД обеспечивает их поддержание и ведение, а также функциональную гибкость ГИС в целом и упростит доступ к информационным ресурсам.

В диссертации решалась актуальная техническая задача повышения эффективности проектирования структуры базы данных региональной ГИС.

Цель и основные задачи работы. Целью диссертационной работы является разработка объектно-картографического метода организации геопространственных данных при создании БД региональной ГИС, направленного на повышение эффективности комплексного использования разнородных информационных массивов о пространственных объектах местности и связанных с ними свойствах и

явлениях на территории региона. Объектно-картографический метод организации геопространственных данных подразумевает такое их представление, при котором выбор, классификация, определение и соподчиненность данных основаны на превалирующем описании их сущности как объектов местности с указанием особенностей их традиционного картографического восприятия (включая облик, содержательную сущность и характеристики).

В соответствии с указанной целью решались следующие задачи:

1. Анализ существующих методов представления объектов местности в базах данных ГИС и обоснование выбора метода объектно-картографической организации.

2. Разработка метода объектно-картографической организации данных для целей проектирования баз данных региональной ГИС.

3. Разработка концепции и технологии проектирования картографической БД региональной ГИС на основе метода объектно-картографической организации данных.

4. Создание по разработанной технологии базы данных региональной ГИС и ее адаптация к инструментально-программной отечественной оболочке ГИС «Панорама», принятой в качестве базовой в организациях Роскартографии и ВТУ ГШ.

5. Апробирование БД региональной ГИС в условиях использования массивов данных цифровых карт в качестве архива.

Объектом исследования являлись различные массивы исходных данных о территории - аналоговые топографические и тематические карты (на бумаге или в растровом виде), цифровые векторные карты и их классификаторы, а также каталоги, описания и пр.

Предметом исследования являлось изучение принципов организации данных в исходных информационных массивах, характеризующих пространственное положение и свойства объектов и явлений местности. Структура организации данных, получаемых из различных источников, явилась основным предметом исследования. Исследование сопровождалось также изучением нормативных документов -стандартов, положений и инструкций по составлению и формированию содержания карт различной тематики, таблиц статистической отчетности, что также определяет структуру данных о территории. Предметом особого изучения являлась разрабатываемая структура картографических баз данных региональной ГИС.

Основным методом исследования являлся сравнительный анализ комплекса геопространственных объектов, распространенных в пределах территории региона на основе анализа комплексных знаний об этих объектах, включая их классификацию, ареалы распространения, взаимосвязь друг с другом, условные обозначения и возможность отображения на картах различного содержания.

Достоверность выполненной работы. Разработанный метод прошел экспериментальную проверку на реальной модели - сформированной БД, что показало ее эффективность в условиях эксплуатации ГИС и выразилось в повышении доступности к информационным ресурсам, оперативности и точности формулирования информационных запросов.

Научная новизна. Традиционные способы формирования БД на базовой основе существующих цифровых карт оказываются недостаточно эффективными, поскольку требуют от пользователя ручного отбора данных отдельных карт при формировании многоаспектной информации, специфической для региональных ГИС. В результате исследования впервые был разработан объектно-картографический метод организации геопространственных данных и на его основе предложена концепция проектирования структуры картографических баз данных региональных ГИС. Построенная по объектно-картографическому принципу БД наделена традиционными - картографическими свойствами, удобными и понятными для восприятия информации пользователем и одновременно позволяет оперировать объектами ГИС как объектами местности. Это обуславливает возможность эффективного манипулирования всем разнообразием представленных на картах данных, рассматривая их непосредственно в качестве объектов региональной ГИС.

Технология проектирования БД, разработанная в рамках предлагаемой концепции и направленная на объединение и унификацию множества моделей и первичных данных о регионе в единой системе, ориентирована на повышение эффективности проектирования картографических баз данных региональных ГИС. Предпринятая в ходе исследования апробация технологии при разработке опытного образца БД типовой региональной ГИС показала гибкость полученной структуры, что обеспечивает применение последней при формировании БД различных регионов.

Практическая ценность работы. Для образца БД региональной ГИС объектно-картографической структуры были разработаны методические приемы, позволяющие

адаптировать его к функционированию в программной среде - ГИС «Панорама». Опытная апробация работоспособности БД показала возможность использования массивов данных цифровых карт, представленных в форматах ГИС «Панорама» для формирования объектов региональной ГИС. Это позволит на основе разработки сформировать ГИС любого региона, задействовав в качестве ее архива наборы данных существующих цифровых карт.

Положения, выносимые на защиту

1. Объектно-картографический метод организации геопространственных данных о территории для целей проектирования баз данных;

2. Предложения по концепции и технология проектирования базы данных региональной ГИС, строящейся с использованием объектно-картографического метода;

3. Программная реализация базы данных региональной ГИС на основе применения метода объектно-картографической организации данных;

4. Методы использования геопространственных данных существующих цифровых карт для формирования региональной ГИС.

Публикации и апробация работы

Результаты диссертационного исследования изложены в 5-ти опубликованных статьях - в журнале «Геодезия и картография» и в отдельных сборниках докладов научно-технических конференций. Результаты разработки по теме исследования доложены на II Всероссийской конференции по картографии, посвященной памяти Александра Алексеевича Лютого (Москва, 2-5 октября 2001 г) и на VIII международной научно-практической конференции «Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для оценки состояния окружающей среды, инвентаризации земель и объектов недвижимости» (Ницца, 12-19 марта 2004 г).

Структура диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и списка литературы. Общий объем диссертации составляет 142 страницы машинописного текста и включает 21 рисунок, 6 таблиц. Список литературы содержит 69 наименований, в том числе 27 на иностранных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая постановка проблемы, обоснована ее актуальность, сформулирована цель и определены задачи, намечены методы их решения.

Глава 1. Анализ форм организации данных в ГИС. Основные этапы и современные тенденции развития ГИС

Анализ литературы, освещающей геоинформационную проблематику, выявил различные формулировки понятия ГИС. В диссертационной работе ГИС определяется как специализированная информационная система, предназначенная для работы на интеграционной основе с геопространственными и различными по содержанию семантическими данными. Данные, представляющие собой совокупность фактов, сведений о реальном мире в формализованном виде, систематизируются и структурируются в форме баз данных (БД). БД являются основой информационного обеспечения ГИС и обеспечивают интеграцию поступающих и обрабатываемых данных, позволяя оперировать всем их комплексом как единым целым. В итоге ГИС ориентирована на получение знаний, по сути высоко структурированных данных, отражающих семантические аспекты реальности и предполагающих системность, структурированность информации с целью выявления закономерности предметной области. Все типы данных должны быть организованы определенным образом с целью обеспечить доступ к информационным ресурсам при решении различных функциональных задач - операциях ввода, хранения, модификации, поиска и предоставления необходимой информации для пользователя системы, что может осуществляться средствами системы управления базами данных (СУБД).

Особенности региональной ГИС - большие объемы обрабатываемой пространственно-временной информации, что определяет специфику организации и структурирования данных. Структурирование осуществляется на основе различных моделей представления данных, а также моделей их взаимоотношений. Анализ определений ГИС позволяет выделить основные признаки, присутствующие в каждой из них: пространственность, функциональность и прикладную ориентацию, в соответствии с которыми должна быть спроектирована структура БД. Примерная схема БД для региональной ГИС приведена на рис. 1.

Рис. 1. Многоуровенная архитектура данных под управлением СУБД применительно к структуре базы данных ГИС [1].

Пространственный аспект проектирования связан со спецификой описания геопространственных объектов, предполагающего указание позиционной и содержательной компонент данных. Позиционная компонента составляет основу визуального представления - графическую среду ГИС. Способ ее отображения посредством различных моделей представления данных в значительной мере определяет структуру БД ГИС. Позиционная компонента представляется моделями двух типов - векторной и моделями, связанными с делением пространства.

Функциональный и прикладной аспекты проектирования структуры БД в значительной мере определяет проблематика ГИС. Существуют многочисленные взгляды на классификацию ГИС. На основе проведенного анализа осуществлена обобщенная их классификация по нескольким позициям: проблемной ориентации, целевому назначению, территориальному охвату [1], см. рис. 2. Структура БД региональной ГИС должна быть разработана с ориентировкой на многоцелевое использование с акцентом на информационно-справочные и инвентаризационно -кадастровые задачи, а также на решение проблем управления и принятия решений.

В качестве источников данных при создании ГИС эффективно использовать

серии карт и атласы, сведения в которых передаются в единообразной систематизированной и взаимосогласованной форме (по проекции, масштабу, степени генерализации, современности, достоверности и пр. параметрам). Примером таких основ служат карты, составлявшиеся в идеологии комплексной инвентаризации и картографирования природных ресурсов (КИКПР) с середины 1970-х годов.

Рис. 2. Классификации ГИС по различным позициям

ГИС-технологии представляют широкие возможности моделирования реального мира с целью проведения манипулирования, анализа и представления его составляющих - пространственных объектов и явлений. Моделирование в ГИС базируется на множестве моделей, что обусловлено многообразием задач и данных. Модель (или структура) данных является основой построения информационной основы БД.

Проблемы оптимизации геоинформационного проектирования сводятся к разработке эффективных методов сбора и первичной обработки и к созданию унифицированных моделей, пригодных для осуществления разных видов моделирования, в первую очередь аналитического. Специфика геопространственных данных, проявленная в присутствии позиционной и атрибутивной компонент, обуславливает различные аспекты рассмотрения моделирования, базирующиеся на их индивидуальных особенностях и на взаимоотношении между применяемыми моделями. При оптимизации моделирования учитываются: 1) модели пространственных данных, определяемые как послойный и объектно-ориентированный подходы к организации пространственных объектов; 2) модели организации атрибутивных данных - иерархические, сетевые и реляционные модели

СУБД; 3) модели взаимоотношений между пространственной и атрибутивной информацией - геореляционная, интегрированная и объектная.

При проектировании БД необходимо комплексное рассмотрение всех факторов моделирования, определяющих ее конечную структуру. Рассмотренные выше подходы и модели ориентированы на определенные цели и задачи и имеют свои преимущества и недостатки. При разработке ГИС предстоит сделать оптимальный выбор между положительными качествами моделей-претендентов и их индивидуальными недостатками, что и является основной проблемой в построении оптимальной структуры БД. Основополагающим является выбор между объектно -ориентированным подходом, обеспечивающим выборку данных по любым сочетаниям параметров, и слоевым подходом, более привычным для пользователя своей близостью к картографическому восприятию. Выбор оптимальных моделей организации атрибутивных данных также является немаловажным. При разработке структуры БД следует учитывать требования к открытости и гибкости, предъявляемые к современным ГИС. Этим обеспечивается множественность поддерживаемых ими отношений и категорий оперируемых объектов, а также естественность и простота формирования понятий, формализованных на уровне понятий интеллектуального мышления. Поскольку картографические методы представления и восприятия информации наиболее благоприятны для такого анализа, структуру БД ГИС предлагается подчинить структуре карт, распространив последнюю на концептуальную модель.

В результате выполненного анализа следует, что слабо проработанными проблемами при формировании структуры БД современных ГИС являются:

1) использование разнотипных по форме, представлению и содержанию исходных материалов при формировании объектов ГИС в рамках единой концептуальной модели БД,

2) разработка принципов объединения разнородных по масштабу и тематике данных из ГИС различных уровней и проблематики,

3) многовариантность отображения данных в связи с множественностью используемых внешних моделей.

Для дальнейшего совершенствования разработки структуры требуется:

1) объединить множество внешних моделей, базирующихся на разнотипных

исходных данных, в единой концептуальной модели,

2) согласовать множество разнородных объектов в едином геоинформационном пространстве (регионе),

3) произвести унификацию данных, получаемых из различных первичных источников, в единой БД ГИС.

Как вариант такой унификации предлагается объектно-картографический метод организации данных, который поддерживает принципы формирования, отображения и восприятия информации, принятые в традиционной картографии, что и обеспечит его эффективность при моделировании, анализе и отображении результатов на основе современных ГИС-технологий.

Глава 2. Разработка концепции и метода объектно-картографической организации данных региональной ГИС

Региональная ГИС по своему назначению является средством накопления, хранения и использования информации о разнообразных объектах и явлениях природного, хозяйственного, социально-экономического характера на заданном территориальном образовании, в связи с чем она приобретает качества универсальной пространственной информационной системы. Основной проблемой проектирования структуры является организация множеств данных о разнородных объектах в единой концептуальной модели - БД региональной ГИС, из которой пользователь формирует многоаспектные знания о регионе. Ранг объектов региональной ГИС должен соответствовать уровню региона (или субъекта федерации), т.е. объектам, отображаемым на картах масштабов 1:200 000 -1:50 000.

Все разнообразие информации о регионе организуется по тематическому принципу, в виде разделов и подразделов, для которых разрабатывается картографическое покрытие - тема карт. Под картографическим покрытием понимается геоинформационное пространство (или его часть), обеспеченное необходимым набором позиционных данных о геопространственных объектах определенной тематики, а также сопровождающих атрибутов, устанавливающих однозначную связь каждого объекта с соответствующими атрибутивными таблицами внешней базы данных [3]. С учетом указанной специфики в работе обосновывается выбор векторной слоевой модели представления данных в качестве основной для БД региональной ГИС. По типу взаимоотношения пространственной и атрибутивной

информации построенная БД является геореляционной.

Практической реализацией предложенной модели и является построение БД региональной ГИС, сформированной с применением метода объектно-картографической организации данных, что позволяет описать местность на концептуальном уровне в терминах предметной области моделируемых объектов, их свойств и отношений. Подобная разработка структуры данных осуществляется исходя из стремлений получить систему открытой и приближенной к базе знаний. С этой целью, для всей совокупности слоев картографических покрытий определялся оптимальный набор объектов местности, которыми будет оперировать пользователь как объектами региональной ГИС. Выбор объектов осуществляется с учетом базы знаний, что подразумевает, в первую очередь, положение конкретной группы объектов в системе классификации / легенде карт, ареал их распространения по территории (концентрация, распределение относительно друг друга) и пр.

Особенности объектно-картографической организации данных при разработке структуры БД региональной ГИС рассмотрены с позиций многоуровенной архитектуры СУБД (рис. 3). Основное отличие модели БД, построенной на объектно-картографическом методе организации данных от традиционной, строящейся на базовой основе цифровых карт, заключается: 1) в принципе формирования концептуальной модели; 2) в способе формирования архива. В первом случае информационная модель формируется как множество унифицированных объектов местности, представленных совокупностью картографических покрытий, разработанных в единой идеологии для региональной ГИС. Традиционная модель представлена множеством картографических объектов разрозненных цифровых карт различной тематики, привлекаемых в неизменном виде для формирования отдельных разделов БД.

Многоуровенная архитектура предусматривает последовательность преобразований исходных данных на каждом уровне. Порядок таких преобразований на основе потоков данных, происходящих при функционировании БД ГИС, схематично отображен на рис. 3. Каждый уровень характеризуется вводом входящих (первичных) данных (Хп), их преобразованием в результате взаимодействия всех введенных данных и выдачей измененных - выходящих (унифицированных) данных (Ху) на нижележащий уровень.

ОЛектно-щяподяфиытиймапод

Граджмокльа1 подход

......................

Нндшидуаюшр

Пркл1 «Панорама»

ху (1)

/ ___. ____|1' .. „ . /|"нт"к:

*5гЧ>

Шмодеть! Т—1опографю

Рис. 3. Схема функционирования БД региональной ГИСс позиций многоуровенной архитектуры

И

Нисходящие потоки данных;

ванные данные;

гат

Входящие потоки;

Восходящие потоки;

* •

. с

ТЗеё^

; £ ^ Выходящие потоки; Хп - Первичные данные; Ху - Унифициро-

Требования к моделированию

Технические задания на сбор;

НТм

Важнейшим элементом функционирования БД является инициализация восходящих потоков данных, осуществляющих управление первичными данными запрашиваемого уровня с целью их передачи в преобразованном виде на нижележащий уровень в соответствии с формируемыми запросами. Эффективное управление восходящими потоками особенно актуально для пространственно-аналитических задач ГИС, связанных с моделированием по запросам.

При традиционной структуре функционирование БД сопровождается большим количеством межуровенных преобразований, что в условиях многоотраслевого характера БД региональной ГИС может привести к усложнению процессов моделирования и выполнения запросов. При объектно-картографической организации, когда структура БД формируется на основе унифицированных данных, требуется меньшее количество преобразований, что придает большую надежность и гибкость системе, позволяя рассматривать ее как эффективную для региональной ГИС [2].

Таким образом, при разработке структуры БД автор исходил из стремления не придерживаться традиционной преемственности структуры данных существующих цифровых карт, а сформировать собственную, построенную на объектно-картографическом методе организации и реализованную в виде разработанного обобщенного классификатора региональной ГИС [3]. При этом он руководствовался принципами упрощения структуры за счет сокращения количества объектов БД и их характеристик. Метод, по существу, требует векторизации с целью получения для БД региональной ГИС необходимого набора унифицированных карт, что, однако, вовсе не исключает использование для этой цели данных из приложений (существующих цифровых карт), подключенных к БД в качестве архива (см. рис. 3).

Разработанная на принципах унификации концептуальная модель БД предоставляет возможность пользователю наглядно воспринимать смысловую сущность объектов слоя, комплексов слоев и тематических картографических покрытий в целом [3, 4]. Вся структура БД строится средствами отношений, что позволяет, при необходимости, вносить в нее изменения - вводить новые атрибутивные таблицы, значения полей и словарей, а при необходимости переустановить связи в БД, если это не изменяет соподчиненность объектов классификатора. В картографическом покрытии объекты распределены по слоям, что

позволяет оперировать их группами и совокупностями групп различных категорий. Каждый объект слоя связывается с определенной таблицей «дерева» семантических и «дерева» атрибутивных характеристик, разработанных с учетом классификаций, принятых предметных областях и организованных реляционной СУБД (см. рис. 4).

ОКвкжы ГНС ОЫкяы картографе- Харйкяершетмкя

чеекнх яакрымяЛ объектов

Рис. 4. Структура БДрегиональной ГИС Полученная структура характеризуется многократным ветвлением атрибутов, описывающих: 1) свойства всего множества отображенных на картах объектов, 2) признаки их иерархического положения как объектов карт. Это позволяет описать семантическую сущность каждого объекта карт, с другой стороны извлекать любые сочетания объектов по запрошенным смысловым значениям или характеристикам. Система таких взаимосвязанных таблиц эффективна для организации данных в БД и обеспечивает в ней поддержку автоматической связи объектов во всех случаях, когда она однозначна и прописывается системой соподчиненности, разработанной в соответствии с естественной классификацией объектов.

Разработка состава и структуры БД на объектно-картографическом методе осуществляется с учетом особенностей процесса чтения картографических произведений. Глубокое исследование этих процессов чтения карт изложено в работах безвременно ушедшего от нас Александра Алексеевича Лютого. Именно под влиянием его идей познания реальности посредством чтения карты была инициирована разработка объектно-картографического метода организации данных. Разработка объектно-картографического метода предусматривает проведение

анализа содержания карт и закономерностей распространения различных групп объектов местности, оценку степени их важности и взаимной соподчиненности, т.е. всего того, что осуществляет человек при восприятии любой карты и ее легенды. В структуре БД зафиксированы стандартные процессы восприятия и поиска информации, основанные на принципах «от общего к частному» и «последовательного приближения к сущности объекта по системе иерархий». От степени наглядности в структурировании данных зависит степень приближения БД к разряду интеллектуальных, поскольку получаемые при этом возможности манипулирования данными могут отдаленно воспроизводить традиционные процессы мышления, происходящие при чтении карт.

Разработанная структура позволит пользователю оперировать объектами региональной ГИС как несложно организованными множествами, а также создавать по упрощенной технологии собственные картографические покрытия для региона. Специфика БД, построенной на объектно-картографической концепции, заключается в том, что, несмотря на обилие и разнородность помещаемых в ней сведений об объектах и явлениях, она претендует на качества простой и понятной для восприятия информации и в осуществлении манипулирования данными. Сами данные несут в себе информацию о структуре, т.е. организованы так, чтобы их смысл мог быть интуитивно воспринят пользователем как систематизированная и структурированная информация, служащая, в свою очередь, для непосредственного формулирования знаний об этих объектах и их свойствах. Подобное восприятие (получение) информации тождественно философскому понятию отражение, что предполагает передачу информации, т.е. перенесение определенной ее упорядоченности (структуры, формы) непосредственно из исходных данных. Существующая в мозгу человека смысловая система обращения к памяти, позволяющая извлекать нужную информацию, не перебирая ее всю подряд, как бы оказывается перенесенной в структуру БД, разработанную на основе объектно-картографического метода.

Технология разработки структуры включает два основных этапа:

1) Распределение всего множества объектов БД по картографическим покрытиям, проведенное с учетом типовых задач и запросов ГИС с одновременным обеспечением наглядности и удобочитаемости графического покрытия, а также и технологичности ввода;

2) Создание связей между семантическими характеристиками различных объектов в соответствии с существующими классификациями, отраженными в легендах исходных карт и прописываемыми во внешней БД.

Разработка технологии формирования картографической БД региональной ГИС осуществляется в общем аспекте - для типового региона и требует адаптации применительно к особенностям конкретного региона. Это достигается путем изменений в структуре, сводящихся к добавлению новых ветвей в БД и записей в таблицах-словарях, при этом структура классификатора остается неизменной. С некоторой модификацией разработка может быть применена в качестве основы при создании специализированных и коммерческих ГИС.

В схематическом виде технология предусматривает следующие работы:

- составление перечня исходных для ее создания картографических материалов;

- анализ содержания карт и легенд, с целью определения состава информации, передаваемой в БД;

- определение соподчиненности и взаимосвязанности данных;

- уточнение порядка создания и поддержания БД.

По результатам предлагаемой концепции можно прийти к следующим выводам:

1. Объектно-картографический метод организации БД является развитием слоевого подхода в условиях геореляционной модели, ориентированной на образное (объектное) восприятие комплекса разнородной информации о регионе;

2. Положительные качества объектно-картографического метода (наглядность, принципы «от общего к частному» и «последовательное приближение к сущности объекта») можно рассматривать как шаг, приближающий разработанную систему к разряду интеллектуальных, что обеспечит его применение при проектировании БД;

3. Предложенные технологические приемы разработки структуры с применением объектно-картографического метода организации данных применимы при формировании ГИС различных регионов;

4. Применение объектно-картографического метода организации разнородных данных эффективно при формировании БД в условиях их обновления и дополнения, расширения предметной области и функциональности ГИС, что обеспечивает открытость последней.

Глава 3. Проектирование картографической БД региональной ГИС на основе метода объектно-картографической структуризации

В главе освещены результаты апробирования рассмотренной концепции и технологии при разработке структуры БД типового региона. В приведенной таблице дается вариант подразделений обобщенного классификатора, который можно использовать при формировании региональной ГИС.

Таблица. Подразделения обобщенного классификатора региональной ГИС

Раздел Подраздел Тема карт

1. Положением географическая характеристика - Административное устройство

- Топографические объекты карт масштаба 1:200 000

2. Природа и ресурсы 2.1. Геолого-геофизическое строение и ресурсы недр - Сейсмическое микрорайонирование

- Геологическое строение

- Полезные ископаемые

- Подземные воды

- Четвертичные отложения

2.2. Рельеф - Опасные геоморфологические процессы

2.3 Климат - Микроклиматическое районирование

2.4. Воды моря и суши - Реки и озера (море)

- Ледовый режим рек

- Твердый сток и русловая эрозия

2.5. Почвы - Почвенный покров

2.6. Растительный и животный мир, биоразнообразие и ресурсы - Растительность

- Эндемичные и редкие растения

- Леса и хозяйственно значимые угодья

- Распространение животных

2.7. Ландшафты - Ландшафтная карта

3. Население, экономика, инфраструктура - Население и его динамика

- Трудовые ресурсы и занятость

- Природно-ресурсный потенциал - Сельское хозяйство

- Экономическая оценка земель

- Предприятия и учреждения

4. Экология - Экологические ситуации

- Загрязнение и деградация природной среды

5. Природное и культурное наследие - Памятники природы и заповедники

- Археологические и исторические памятники

Состав данных тем разрабатывается как совокупность потенциальных объектов оперирования будущей ГИС. Для разработанных картографических покрытий (тем) были сформированы наборы объектов, вероятные в любом регионе. Это осуществлялось в ходе анализа таблиц условных обозначений топографических и специализированных тематических карт, а также на основе содержания карт

общегеографических атласов.

Основными источниками БД региональной ГИС принимаются топографические карты, являющиеся базовыми, и ряд специализированных карт: геологические, почвенные, ландшафтные, климатические, карты растительности и пр. Картографические данные организованы в виде «вложенных» (иерархически подчиняющихся) группировок объектов, образующих древовидную структуру. Основу структуры БД составляют множества объектов картографических покрытий, представленных как комплекс позиционных данных и сопровождающих их связующих атрибутов. На рис. 5 проиллюстрировано положение некоторых таких объектов в иерархии тематических разделов карт. Перечень топографических объектов, рекомендуемых для помещения в БД региональной ГИС, приведен в приложениях диссертации. Их структурное положение определялось общим перечнем разделов и тем БД, разработанным для всего комплекса объектов региональной ГИС.

Следующим этапом являлась разработка системы характеристик (атрибутов) объектов картографических покрытий или «дерева» свойств. Значительную часть атрибутивных характеристик несет сама карта в виде условных обозначений различных ее объектов. Результаты проведенного анализа информации, содержащейся в картографическом изображении топографической карты, приведены в приложении диссертации. Подобный перечень типов характеристик и их значений для различных групп объектов следует принимать за основу при разработке атрибутивной составляющей БД. В структуре «дерева» характеристик учитываются принципы классификации, применяемые для различных групп объектов.

Данные, характеризующие смысловое содержание и свойства объектов организованы в действующем образце БД региональной ГИС. В концептуальной схеме БД прослеживаются два блока, организующих данные в качестве: 1) объектов тематических картографических покрытий; 2) объектов с определенными наборами характеристик. Связующим звеном между блоками являются данные о конкретных объектах карт. Данные о содержании разделов, подразделов и тем картографических покрытий организованы в виде взаимно вложенных таблиц, в совокупности представляющих собой «дерево» объектов карт и «дерево» характеристик (см. рис. 5).

Темы карт

Границы

Наземная транспортная сеть

Объекты картографических покрытий

Хяпяктрпнгтнки'

объектов подгрупп

^Политические

Административные ♦Границы заповеднике]

Тип границ____щ-

(областей, краев, районов

Населенные пункты

^.Города ♦Поселки

■♦•Сельские поселения Кварталы — -

/Ш

, Количество жителей (от 100 тыс до 500 тыс от 50 тыс до 100 тыс)

Воздушный и водный транспорт

Автострады Шоссе •^Железные дороги ♦Станции . Мосты

^-Авиалинии ♦Морские порты Морские линии .

'У

Линейные сооружения

♦Трубопроводы наземные .Трубопроводы подземные Объекты обслуживания

Полезные ископаемые

^Месторождения ^^-т ^Россыпи ' Рудопроявленця

д Материал покрытия (асфальт, гравий,. )

Материал "объекта . (бетон, дерево, металл/

, Положение

(наземный, подземный)

^ Назначение ^ (газопровод, нефтепровод,^ продуктопровод, водовод)'

Вид минерального сырья -(нефть, 4 железо ] итд.) С

- Запасы

(крупное, среднее, мелкое) И Эксплуатация

(отработанное, эксплуатируемое)

подразделов

Административные границы

Населенные пункты

Автодороги

Железные дороги

Воздушной транспорт

Водный транспорт

Пути с нестабильными условиями движения

ЛЭП

Линии связи

Трубопроводы

£абдпн_

Запасы месторождений

Эксплуатация

Специфика добычи

Древние выработки

разделов

Админвстра-тивно-терри-ториальные объекты

Специфические участки и придорожные объекты

Транспорт

Ливейные сооружения

Полезные ископаемые

Почвы

Ландшафты

Рис 5 Принципиальная схема объектно-картографической организации данных в региональной ГИС (фрагмент)

Атрибутивные данные картографического блока связываются посредством имени объекта, а классификационного - по значению характеристик. Это обеспечивает автоматическую связь, что актуально при всяком обновлении данных. Разработанная структура подчиненных таблиц позволит оперативно сформировать в ГИС запросы с любыми сочетаниями характеризуемых объектов.

В результате проведенной разработки структуры получены результаты:

1. Разработанный объектный состав БД региональной ГИС может использоваться как основа при формировании ГИС любого региона.

2. Предложенные структуры, организующие данные об объектах и их характеристиках являются основой для создания классификатора объектов картографического покрытия, единого для региональных ГИС (его разработка может корректироваться в соответствии с требованиями применяемой ГИС-оболочки).

3. Разработанная структура может использоваться в качестве внешней БД с любым картографическим покрытием для формирования региональной ГИС.

Глава 4. Адаптация объектно-картографической структуры данных региональной ГИС к функционированию в программной среде ГИС «Панорама»

В главе описываются технологические процедуры, направленные на адаптацию разработанной внешней БД региональной ГИС к функционированию в программной среде ГИС «Панорама». Технология обеспечивает формирование объектов региональной ГИС из данных существующих цифровых карт, среди которых карты в формате ГИС «Панорама» приобретают лидирующее положение в картографическом обеспечении территории России.

Предлагаемая технология предполагает возможность одновременного использования в одном проекте данных цифровых карт различного содержания. Возможность такого объединения особенно актуальна при формировании интегрированного картографического покрытия для региона, неравномерно обеспеченного единообразно составленными исходными картами. Формирование интегрированного из разных источников картографического покрытия предполагает создание обобщенного классификатора региональной ГИС, который объединит все множество объектов задействованных в ней тематических карт. Данный классификатор включает в себя топографический классификатор и классификаторы тематических карт, используемых при формировании региональной ГИС, кроме того,

в него следует добавить объекты, отсутствующие на цифровых картах, но ввод данных о которых предполагается осуществить в процессе векторизации карт.

Этапы внедрения технологии ГИС «Панорама» предполагают проведение подготовительных этапов, включая: 1) подготовку картографического покрытия; 2) подготовку внешней БД; 3) обеспечение совместного функционирования внешней и внутренней БД.

Технология обеспечивает автоматическое формирование связей объектов цифровых карт с внешней (атрибутивной) БД. Это особенно актуально при всяком введении/ обновлении цифровой карты. Работа с внешней БД осуществляется непосредственно из программной среды ГИС «Панорама» на основе использования специально разработанных форм пользователя. В результате выборки по этим формам могут быть созданы пользовательские карты для региональной ГИС с любыми комбинациями объектов, причем их формирование осуществляется автоматически из многокомпонентного набора данных, содержащихся в исходных картографических покрытиях, слоях и наборах объектов. Выбор осуществляется на основе терминологии и классификации объектов, привычной пользователю региональной ГИС, в связи с чем пользователь избавлен от необходимости вникать в структуру исходных цифровых карт, выбирая из них путем манипулирования картами, слоями, объектами и их характеристиками (семантикой) обособленные наборы объектов, необходимые для выполнения поставленной задачи. На основе разработанных форм из данных цифровой карты можно сформировать обобщающие карты, интегрирующие совокупность объектов региональной ГИС, представленных в терминологии объектов региональной ГИС. Фрагменты таких карт приведены в диссертационной работе.

Предложенная методика совместного функционирования внешних БД с цифровыми картами может оказаться эффективной при решении прогнозных задач, требующих проведения многокомпонентных видов анализа в условиях разнообразия картографических данных. В частности, методические основы такого прогнозирования были разработаны применительно к составлению карт риска аварий на магистральных трубопроводах [5].

Опыт адаптации разработанной структуры БД к работе в программной среде ГИС «Панорама» показал эффективность предлагаемой технологии:

1. Процесс формирования региональных ГИС на любой регион можно организовать непосредственно в программной среде ГИС «Панорама» на основе разработанной БД и обобщенного классификатора, сформированного для интегрального картографического покрытия региональной ГИС в соответствии с ее тематическим содержанием;

2. Отмечены некоторые проблемные стороны совместимости внутренней (картографической) и внешней баз данных. Среди них выделяется проблема поддержания целостности данных, частично не обеспечиваемая при взаимодействии внутренней (классификатор) и внешней БД. Намечены пути преодоления проблем.

Заключение

В результате выполнения работы решена научная и практическая задача разработки объектно-картографического метода, позволяющего:

1. Предложить и обосновать объектно-картографический метод описания структуры баз геопространственных данных в региональной ГИС.

2. Разработать методику создания обобщенного классификатора для картографической БД региональной ГИС.

3. Разработать на основе объектно-картографического метода методику формирования структуры и технологию проектирования баз данных региональной ГИС.

4. Осуществить программную реализацию отдельных разделов базы данных региональной ГИС (на уровне эскиза рабочего образца фрагмента ГИС Челябинской области).

Работа содержит техническое решение в виде разработки БД, позволяющей повысить эффективность эксплуатации ГИС.

Экспериментальные работы по теме диссертации производились с использованием программного обеспечения и аппаратного оборудования Госцентра «Природа».

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Анализ структуры данных для представления в ГИС // «Геодезия и картография». - 2003. -№ 8. - С. 44-49 (в соавторстве с Журкиным И.Г.).

2. Картографический подход при разработке структуры баз данных картографической информации для геоинформационных систем регионального уровня // Картография XXI века: теория, методы, практика. - II Всеросс. конф. по картографии, посвящ. памяти А.А. Лютого. - Москва, 2-5 октября 2001 г.: Сб. докл. -М.,2001.-Т.1.-С.189-197.

3. Концепция разработки обобщенного картографического классификатора для региональной ГИС // «Геодезия и картография». - 2004. - № 10. - С. 36-42 (в соавторстве с Журкиным И.Г.).

4. Объектно-картографический подход к разработке состава и структуры баз данных для региональных ГИС. // VIII междунар. науч.-практ. конф. «Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для оценки состояния окружающей среды, инвентаризации земель и объектов недвижимости». - Ницца, 12-19 марта 2004 г.: Сб. докл. - Новосибирск: СГГА, 2004. - С. 18-21.

5. Технология создания электронных прогнозных карт риска аварий и их экологических последствий вдоль трасс магистральных трубопроводов // VIII междунар. науч.-практ. конф. «Методы дистанционного зондирования и ГИС-технологии для оценки состояния окружающей среды, инвентаризации земель и объектов недвижимости». - Ницца, 12-19 марта 2004 г.: Сб. докл. - Новосибирск: СГГА, 2004. - С. 3-5. (в соавторстве с Журкиным И.Г., Бакай Г.Г., Шайтурой СВ.).

Подписано в печать 25.04.2005. Гарнитура Таймс Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,5 Тираж 80 экз. Заказ №73 Цена договорная

УПП «Репрография» МИИГАиК 105064, Москва, Гороховский пер., 4

19 Ш ¿005

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Никишин, Александр Николаевич

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Анализ форм организации данных в ГИС. Основные этапы и современные тенденции развития ГИС.

1.1. Организация геопространственных данных в ГИС.

1.2. Основные понятия и аспекты рассмотрения структуры данных.

1.3. Структура данных в связи с архитектурой СУБД.

1.4. Этапы и виды моделирования в БД.

1.5. Особенности разработки структуры БД для ГИС.

Позиционная и содержательная компоненты ГИС.

Модели представления графической информации.

Проблемы и задачи ГИС.

Функциональность ГИС и ее подсистем.

1.6. Специфика представления информации о местности на основе моделирования.

Индивидуализированные объекты ГИС и объекты карт.

1.7. Аспекты взаимоотношений атрибутивной и пространственной составляющих БД.

Модели организации пространственных объектов (послойный и объектно-ориентированный подходы).

Модели организации атрибутивных данных.

Модели построения взаимоотношений между атрибутивной и пространственной графической информацией.

1.8. Пространственная размерность моделей в ГИС.

1.9. Моделирование как средство анализа.

1.10. Эволюция структур БД в свете истории развития ГИС.

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. Разработка концепции и метода объектно-картографической организации данных региональной ГИС.

2.1. Установление основных признаков региональной ГИС.

2.2. Описание структуры данных при использовании объектно-картографического метода организации.

Выбор моделей для пространственного (геометрического, топологического) описания объектов.

Общие подходы к организации геопространственных данных . 58 Преобразование данных в БД региональной ГИС в связи с ее многоуровенной архитектурой.

Специфика структуры при объектно-картографической организации данных в сравнении с традиционной.

2.3. Технологические аспекты разработки проекта структуры картографических данных региональной ГИС.

Этапы формирования состава и структуры картографических баз данных.

2.4. Специфика функционирования БД при объектно-картографическом принципе организации.

Топологические аспекты функционирования БД.

Вопросы целостности данных в связи с требованиями открытости БД.

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. Проектирование картографической БД региональной ГИС на основе метода объектно-картографической структуризации.

3.1. Технология проектирования картографических покрытий.

3.2. Реализация объектно-картографической структуры на макете БД ГИС «Регион».

Структура данных картографического блока.

Структура данных блока характеристик.

3.3. Формирование связей объектов карт с атрибутивными таблицами.

3.4. Обеспечение совместной работы с картографическим покрытием и внешней базой данных.

Выводы по главе 3.

ГЛАВА 4. Адаптация объектно-картографической структуры данных региональной ГИС к функционированию в программной среде ГИС «Панорама».

4.1. Этапы внедрения технологии ГИС «Панорама».

4.2. Некоторые проблемы применения технологии ГИС «Панорама» в региональной ГИС и пути их преодоления.

4.3. Примеры и результаты функционирования объектно-картографической БД региональной ГИС с цифровыми картами

ГИС «Панорама», используемыми в качестве ее архива.

Выводы по главе 4.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Объектно-картографический метод организации геопространственных данных региональных информационных систем"

В диссертационной работе рассматриваются результаты разработки метода объектно-картографической организации геопространственных данных, на основе которого решалась актуальная задача повышения эффективности проектирования структуры картографических баз данных для региональных ГИС. Потребность в разработке определяется общей тенденцией к оптимизации структур БД для ГИС, прослеживающейся в последние годы в связи с совершенствованием компьютерных технологий.

В современный период на фоне общего совершенствования и возрастания роли компьютерных технологий во всех областях научной и практической деятельности, геоинформационные системы (ГИС) претерпевают наиболее значительные изменения. В условиях функционального совершенствования и наращивания мощностей программно-аппаратных средств (в частности, увеличения быстродействия машин и роста ресурсов памяти) в настоящее время возможна концентрация больших объемов многоаспектной информации о местности и явлениях окружающего мира в базах данных ГИС, зачастую строящихся как пространственно распределенные системы. Единое управление этими данными обеспечивает широкие возможности комплексного использования различных видов информации, что в отсутствие ГИС было бы сопряжено с организационными, технологическими и техническими трудностями и значительными затратами.

Внедрение в ГИС новых мультимедийных приложений (объемных изображений, объектов объективной реальности и пр.) приводит к появлению ГИС с новыми возможностями визуализации информации, что зачастую обогащает и упрощает представление и восприятие получаемой информации и, в целом, приводит к упрощению и доступности ГИС-технологий. Интенсивное внедрение в ГИС навигационных систем, основанных на принципах GPS, и современных коммуникативных средств (Интернет, WWW и пр.) обеспечивает ГИС функцией обратной связи как с источниками формирования данных для самой ГИС, позволяя обновлять в реальном времени меняющуюся ситуацию о геопространственных объектах, так и связью с пользователями, которые могут запрашивать информацию из ГИС в соответствии со своим пространственным положением, а также личными интересами и требованиями. Все это превращает современную ГИС из узко специализированного средства ограниченного пользования, являющегося в недалеком прошлом уделом специалистов ограниченного круга, в продукт массового потребления общественными, коммерческими организациями и частными пользователями. Все это приводит к превращению ГИС из корпоративного продукта общего государственного назначения, наделенного, в основном, функциями управления, в продукт массового спроса всего общества.

В связи с этим, в условиях использования различных источников и значительных объемов геопространственной информации современной ГИС, а также разнообразия запросов из нее, только разработка оптимально организованных структур БД обеспечивает поддержание и ведение этих баз и функциональную гибкость ГИС в целом, что делает последние эффективными в эксплуатации.

Целью диссертационной работы является разработка объектно-картографического метода организации геопространственных данных при создании БД региональной ГИС, направленного на повышение эффективности комплексного использования разнородных информационных массивов о пространственных объектах местности и связанных с ними свойствах и явлениях на территории региона. Объектно-картографический метод организации геопространственных данных подразумевает такое их представление, при котором выбор, классификация, определение и соподчиненность данных основаны на превалирующем описании их сущности как объектов местности с указанием особенностей их традиционного картографического восприятия. Картографический аспект является подчиненным при объектно-картографическом описании и предполагает учет облика условного знака объекта на карте, его содержательной сущности и заключенных в нем характеристик объекта.

В соответствии с целью решались следующие задачи:

1. Анализ существующих методов представления объектов местности в базах данных ГИС и обоснование выбора метода объектно-картографической организации.

2. Разработка метода объектно-картографической организации данных для целей проектирования баз данных региональной ГИС.

3. Разработка концепции и технологии проектирования картографической БД региональной ГИС на основе метода объектно-картографической организации данных.

4. Создание по разработанной технологии базы данных региональной ГИС и ее адаптация к инструментально-программной отечественной оболочке ГИС «Панорама», принятой в качестве базовой в организациях Роскартографии и В ТУ ГШ.

5. Апробирование БД региональной ГИС в условиях использования массивов данных цифровых карт в качестве архива.

Объектом исследования являлись различные массивы исходных данных о территории - аналоговые топографические и тематические карты (на бумаге или в растровом виде), цифровые векторные карты и их классификаторы, а также каталоги, описания и пр.

Предметом исследования являлось изучение принципов организации данных в исходных информационных массивах, характеризующих пространственное положение и свойства объектов и явлений местности. Структура организации данных, получаемых из различных источников, явилась основным предметом исследования. Исследование сопровождалось также изучением нормативных документов - стандартов, положений и инструкций по составлению и формированию содержания карт различной тематики, таблиц статистической отчетности, что также определяет структуру данных о территории. Предметом особого изучения являлась разрабатываемая структура картографических баз данных региональной ГИС.

Основным методом исследования являлся сравнительный анализ комплекса геопространственных объектов, распространенных в пределах территории региона на основе анализа комплексных знаний об этих объектах, включая их классификацию, ареалы распространения, взаимосвязь друг с другом, условные обозначения и возможность отображения на картах различного содержания.

Достоверность выполненной работы подтверждается при экспериментальной проверке разработанного метода на реальной модели -сформированной БД, что показало ее эффективность в условиях эксплуатации ГИС и выразилось в повышении доступности к информационным ресурсам, оперативности и точности формулирования информационных запросов.

Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и списка литературы. Разработка темы осуществлялась на базе теоретических знаний общей геоинформатики. С этой целью в первой главе работы освещены теоретические сведения, касающиеся форм представления данных о геопространственных объектах и структур ГИС, рассмотрены основные геоинформационные модели, применяющиеся в условиях различных функциональных задач и предназначения существующих ГИС, и определены основные требования к моделям и формам представления данных, возникающие в связи с разработкой БД региональной ГИС. Отмечены основные этапы эволюции структур БД ГИС и вскрыты основные проблемы их развития на современном этапе.

Вторая глава посвящена рассмотрению концепции и методов объектно-картографической организации геопространственных данных, предлагаемых для проектирования картографических баз данных региональных ГИС. Содержание данных региональной ГИС, принимаемое автором при осуществлении разработки, приоритетно было ориентировано на решение комплекса перспективных задач ГИС, связанных со всесторонней оценкой территории в целях обеспечения на этой основе эффективного управления территорией. Организация данных по объектно-картографическому принципу может рассматриваться как эффективная и простая при осуществлении манипулирования данными различных групп объектов, поскольку она наделена традиционными - картографическими свойствами, удобными и понятными для восприятия информации большинству пользователей и обеспечивает возможность оперирования объектами ГИС по принципам, принятым в картографии. С другой стороны, объектная составляющая в структуре БД позволяет воспринимать объекты ГИС как реальные объекты местности.

Рассмотрены вопросы поддержания целостности данных и гибкости разработанной структуры при изменении характера данных и при добавлении новых их типов.

В рамках концепции объектно-картографической организации данных была разработана оригинальная методика и технология проектирования БД, направленная на объединение и унификацию множества первичных данных и моделей в единой системе. В третьей главе изложены результаты практической реализации этой технологии при проектировании и разработке структуры БД для типовой региональной ГИС. Поскольку разработка осуществлялась в общем аспекте, не касаясь частных требований к структуре данных той или иной конкретной программной среды, были разработаны методические приемы адаптации созданной БД к функционированию в конкретной программной среде - ГИС «Панорама».

В четвертой главе показаны результаты опытной апробации работоспособности разработанной БД региональной ГИС в условиях программной среды ГИС «Панорама». Показана возможность использования массивов данных цифровых карт, представленных в исходных форматах ГИС «Панорама», для формирования объектов региональной ГИС.

В таблицах приложений приведены результаты проведенного специального анализа исходных данных, положенного в основу разработки структуры БД региональной ГИС.

В заключении приведены общие выводы о возможности осуществления проектирования и разработки реальных БД региональных ГИС различных территорий на основе объектно-картографической организации геопространственных данных. Намечены пути практического использования полученных в результате исследования материалов и программных разработок.

Положения, выносимые на защиту:

1. Объектно-картографический метод организации геопространственных данных о территории для целей проектирования баз данных;

2. Предложения по концепции и технология проектирования базы данных региональной ГИС, строящейся с использованием объектно-картографического метода;

3. Программная реализация базы данных региональной ГИС на основе применения метода объектно-картографической организации данных;

4. Методы использования геопространственных данных существующих цифровых карт для формирования региональной ГИС.

Теоретические и экспериментальные работы по теме диссертации производились на кафедре вычислительной техники и автоматизированной обработки аэрокосмической информации Московского Государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) и в отделе ГИС-Н Государственного научно-исследовательского и производственного центра «Природа».

В основу исследования было положено изучение различных исходных информационных массивов данных о различных территориях. Такая информация, представленная в виде карт, атласов, таблиц, кадастровых материалов и пр., явилась основой проведенного исследования. Исследование сопровождалось также изучением и анализом материалов о составе, характере и свойствах объектов, участвующих в описании региона - каталогов, нормативных документов (стандартов, положений и инструкций по составлению и формированию содержания карт различной тематики и содержания), материалов статистической отчетности, а также текстовых описаний территории. Предметом особого внимания являлись также цифровые карты и их классификаторы.

При написании работы автор пользовался консультациями, любезно представляемыми сотрудниками Госцентра «Природа», которым автор выражает благодарность: начальнику отдела ГИС-Н, кандидату географических наук С.С. Карпухину за консультации по вопросам информативности карт и других материалов тематического содержания;

- старшему научному сотруднику, кандидату технических наук B.C. Грузинову за консультации в области программного и информационного обеспечения геоинформационных и картосоставительских систем, СУБД и цифровых карт.

Особую благодарность автор приносит начальнику отделения электронных карт вычислительного центра в/ч № 63208 A.B. Щетинину за и большую практическую помощь в освоении программного средства ГИС «Панорама», постановке экспериментов и решения задач в рамках ГИС-технологий и работы с базами данных.

В процессе исследований было использовано программное и аппаратное оборудование отдела ГИС-Н Госцентра «Природа», любезно предоставленное начальником отдела С.С. Карпухиным для осуществления экспериментов, связанных с ГИС-технологиями и создания БД региональной ГИС, а также для последующего оформления работы.

Автор приносит особую благодарность руководителю работы, профессору, заведующему кафедрой ВТ и АОАКИ факультета прикладной космонавтики Московского университета геодезии и картографии (МИИГАиК), доктору технических наук, профессору И.Г. Журкину за чуткое руководство при подготовке и проведении исследований по теме диссертации, а также за помощь при написании и редактировании диссертационной работы.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Никишин, Александр Николаевич

Выводы по главе 4

Опыт адаптации разработанной структуры БД к работе в программной среде ГИС «Панорама» показал эффективность предлагаемой технологии:

1. Процесс формирования региональных ГИС на любой регион можно организовать непосредственно в программной среде ГИС «Панорама» на основе разработанной БД и единого классификатора, сформированного для интегрального картографического покрытия региональной ГИС в соответствии с ее тематическим содержанием;

2. Отмечены некоторые проблемные стороны совместимости внутренней (картографической) и внешней баз данных. Среди них выделяется проблема поддержания целостности данных, частично не обеспечиваемая при взаимодействии внутренней (классификатор) и внешней БД. Намечены пути преодоления указанных проблем.

Заключение

В итоге выполнения диссертационной работы решена научная и практическая задача разработки объектно-картографического метода, позволяющего:

1. Предложить и обосновать объектно-картографический метод описания структуры баз геопространственных данных в региональной ГИС.

2. Разработать методику создания обобщенного классификатора для картографической БД региональной ГИС.

3. Разработать на основе объектно-картографического метода методику формирования структуры и технологию проектирования баз данных региональной ГИС.

4. Осуществить программную реализацию отдельных разделов базы данных региональной ГИС (на уровне эскиза рабочего образца фрагмента ГИС Челябинской области).

Работа содержит техническое решение в виде разработки БД, позволяющей повысить эффективность эксплуатации ГИС.

Объектно-картографический метод при построении БД основывается на использовании всего объема информации, получаемой при анализе/ прочтении комплекса карт, характеризующих регион. Методы объектно-картографической структуризации данных региональной ГИС обеспечивают процесс восприятия такой информации на основе принципа последовательного приближения к объекту по системе иерархий.

Сущность предлагаемой методики разработки БД для регионов сводится к единому описанию необходимого комплекса топографических и тематических объектов в терминах, привычных и понятных пользователю и воспринимаемых им в качестве объектов местности или абстрактных объектов, выражающих некоторые знания о регионе. Разработанный проект БД предусматривает возможность полного отображения комплекса объектов, которые могут иметь место в любом регионе, при необходимости предусмотрено совершенствование структуры (например, в связи с вводом в БД неотображаемых ранее объектов).

Объектно-картографический метод предоставляет возможности непосредственного формирования объектов региональной ГИС из данных цифровых карт, используемых в качестве архива БД ГИС. Это предполагает совместное использование в едином проекте возможностей внешней и внутренней БД.

Внешняя БД позволяет осуществить подробное и многоаспектное описание объектов, которое просто невозможно поместить в классификаторе цифровой карты. Описание объектов со сложно построенной системой классификационных характеристик (например, почв и, в особенности, комплексных их разновидностей) также оказывается более простым в БД, нежели это возможно в классификаторе цифровой карты.

Внутренняя БД, содержащая весь комплекс необходимых позиционных и атрибутивных характеристик индивидуальных объектов, представленных на цифровой карте, обеспечит региональной ГИС универсальность, поскольку при необходимости из региональной ГИС может быть обеспечен доступ ко всему многообразию информации, представленной в комплексе цифровых карт. Это обеспечивается специально разработанным механизмом, обеспечивающим автоматическое установление связи внешней БД с цифровыми картами, задействованными в проекте региональной ГИС. Суть этого метода сводится к прописыванию во внешней БД каждого типа объектов региональной ГИС и их характеристик в соответствии с именами объектов и значениями их семантик, представляемых на применяемых цифровых картах. Такая организация геопространственных данных средствами внешней базы данных обеспечивает автоматическое обновление данных в региональной ГИС при всяком изменении на любом ее компоненте (в таблице или в картографическом покрытии). БД оказывается независимой от карты и использует цифровую карту как архив, выделенные с помощью такой БД объекты могут быть автоматически извлечены из архива и перекодированы в терминах региональной ГИС или даже преобразованы в виде знаков, оптимальных для региональной ГИС.

Организация геопространственных данных средствами внешней базы данных обеспечивает ее относительную автономность от структуры архива. Это позволяет редактировать, расширять и, при необходимости, добавлять в нее новые объекты, не прибегая к изменению структуры исходных цифровых карт, потребуется лишь увязка новых ветвей классификаций региональных объектов с объектами существующих классификаторов, а при их отсутствии - ввести новые объекты в классификатор.

Некоторые проблемы применения технологии ГИС «Панорама» в региональной ГИС, сводящиеся к вопросу поддержания целостности данных внешней БД в условиях зависимости от структуры классификаторов цифровых карт, вполне преодолимы в ходе доработки программного обеспечения ГИС «Панорама».

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Никишин, Александр Николаевич, Москва

1. Берлянт A.M. Геоиконика. М., МГУ, АЕН РФ, «Астрея», 1996. - 208 с.

2. Берлянт A.M. Геоинформатика: наука, технология, учебная дисциплина. // Вестн. Моск. ун-та, сер. геогр., 1992, № 2, с. 16-23.

3. Гарелик И.С. Географические информационные системы и дистанционное зондирование. // Исследование Земли из космоса. Итоги науки и техники, т. 3, ВИНИТИ АН СССР. М., 1989, с. 3-80.

4. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов (под редакцией A.M. Берлянта и A.B. Кошкарева). М., ГИС-Ассоциация, ИГРАН, Ин-т вулканологии ДВО АН, Московская геологоразведочная академия, 1999. -204 с.

5. Географические информационные системы федеральные, региональные, муниципальные. Общие технические требования. ГОСТ Р 52155-2003. М., Изд-во стандартов, 2003.

6. Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. ГОСТ Р 51353-99. Госстандарт России. М., Изд-во стандартов, 2000.

7. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные. Цифровыеи электронные карты. Общие требования. ГОСТ Р 50828-95. М., Изд-во стандартов, 1996.

8. Геоинформационное картографирование. Пространственные модели местности. Общие требования. ГОСТ Р 52055-2003. М., Изд-во стандартов, 2003.

9. Германсен Т. Информационные системы для планирования: вопросы и проблемы // Новые идеи в географии. Вып. 2. Городские системы и информатика. М., «Прогресс», 1976, с.184-222.

10. Дейт.К. Дж. Введение в системы баз данных. 6-е издание. (ISBN 5-8459-001909) M. - СПб - Киев, Изд. дом «Вильяме», 2000. - 848 с.

11. Журкин И.Г., Никишин А.Н. Анализ структуры данных для представления в ГИС. // «Геодезия и картография», 2003, № 8, с. 44-49.

12. Журкин И.Г., Никишин А.Н. Концепция разработки обобщенного картографического классификатора для региональной ГИС. // «Геодезия и картография», 2004, № 10, с. 36-42.

13. Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной карты СССР масштаба 1:200 000. ВСЕГЕИ. Отв. ред. Музылев С.А. М., Изд-во «Недра», 1969. - 72 с.

14. Карпова Т.С. Базы данных: модели, разработка, реализация. СПб., «Питер», 2001. -304 с.

15. Клепцов М.Я. Информационные системы органов государственного управления. Российская академия государств, службы при президенте РФ. -М., Из-во Российской академии государств, службы, 1996. 208 с.

16. Королев Ю.К. Общая геоинформатика. Часть 1. Теоретическая геоинформатика. Выпуск 1.-М, Изд-во ООО «СП Дата+», 1998. 118 с.

17. Кошкарев A.B., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. -М., Наука, 1987.- 126 с.

18. Кошкарев A.B., Тикунов B.C. Геоинформатика. М., Картгеоцентр -«Геотехиздат», 1993. -213 с.

19. Кравченко Ю.А. Организация базы знаний о земной поверхности. // «Геодезия и картография», 2002, № 4, стр. 42-54.

20. Кузнецов O.JL, Никитин A.JI. Геоинформатика. М., «Недра», 1992. - 301 с.

21. Лютый A.A., Геворков В.Р., Логинова Л.В. Атлас Курильских островов. Вопросы разработки и реализации. РАН, Институт географии. - М., 2000. -203 с.

22. Лютый A.A. Язык карты: сущность, система, функции. 2-е изд., испр. ИГРАН - М, «Геос», 2002. - 327 с.

23. Макарова Н.В., Матвеев Л.А., Бройдо В. Л. и др. Информатика. Учебник для экон. спец. ВУЗов. 2-е издание. М., «Финансы и статистика», 1998. - 767 с.

24. Мартыненко А.И. Электронные карты как средство повышения эффективности ГИС. // Геоинформационное картографирование. РАН, Русское географическое общество. - М., 1993, с. 19-30.

25. Общесоюзный классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции. Ассортиментная часть. Подкласс 955. Картографическая продукция 1 76 074. М., «Экономика», 1989.

26. Петров П.В., Свентек Ю.В. Система хранения и поиска картографической информации в АКС // Банки географических данных для тематического картографирования. М., Изд-во Моск. ун-та, 1987, с. 105-113.

27. Сербенюк С.Н. Картография и геоинформатика — их взаимодействие. М., МГУ, 1990. - 158 с.

28. Сербенюк С.Н., Тикунов B.C. Автоматизация в тематической картографии. -М., Изд-во Моск. ун-та, 1984. 112 с.

29. Сербенюк С.Н., Тищенко А.П. Банки данных и их роль в автоматизированном картографировании. // Банки географических данных для тематического картографирования. М., МГУ, 1987, с.4-15.

30. Саломонссон О. Об идентификации, интеграции и организации данных в городских и региональных информационных системах. // Новые идеи в географии. Вып. 2. Городские системы и информатика. М., «Прогресс», 1976, с.223-242.

31. Тикунов B.C. Географические информационные системы: сущность, струюура, перспективы. // Картография и геоинформатика. Итоги науки и техники, сер. Картография. -М., ВИНИТИ АН СССР, 1991, т. 14, с. 6-79.

32. Тикунов B.C. Современные средства исследования системы «общество -природная среда» // Известия Всесоюзн. Географ, общества, 1989. т. 121, Вып. 4, с. 299-306.

33. Условные знаки. Образцы шрифтов и сокращения топографических карт масштабов 1:200 ООО и 1:500 ООО. ВТУ ГШ, М., 1963. - 59 е., прил.

34. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. М., «Финансы и статистика», 1998. - 228 с.

35. Черемисина E.H., Марченко В.В., Чесалов J1.E. и др. ГИС-технологии в геологическом изучении недр (ВНИИГеосистем, лаб. Геоинформатики. М., 1996. - 118 с.

36. Шайтура C.B. Геоинформационные системы и методы их создания. Калуга, Изд-во Н. Бочкаревой, 1998.

37. Bagaywski L. M., Snyder J.P. Map Projections A reverence Manual. Taykor & Francis, LONDON, 1995. - 328 p.

38. Bill Ralf. Virtuelle Realität und GIS im kommunalen Umfeld. // ZfV, H.l, S. 4-8, 2002.

39. Bracken I., Webster C. Information Technology in Geography and Planning. Routledge, London, 1990.

40. Calkins H.M. Information system development in North America. // Proc.Comm. Geogr. Data Sensing and Process., Moscow, 1976, Ottawa, 1977, pp. 93-113.

41. Canada Land Data System Selected Papers II, R001060. Canada Land Data Systems Division. Lands Directorate Environment Canada. Ottawa, 1975, 29 p.

42. Canada Land Data System Selected Papers III, R001070. Canada Land Data Systems Division. Lands Directorate Environment Canada. Ottawa, 1984, Mar., 37 p.

43. Caspar Wilhelm, Heister Hansbert. Der Aufbau von Datenbanken der Verkehrsinfrastruktur.//ZfV, H.5, S. 291-297, 2002.

44. Jacobsson Antti, Ursin-Iivanainen Heli. GIS in Finnland // Kartogr. nachr. 1998. -Vol. 48, N 1, S. 14-18.

45. Heikkila Eric J. GIS is dead; Long live GIS! // J. Amer. Plann. Assoc. 1998. - Vol 64, № 3, s.350-360.

46. Kainz M. A classification of digital map data models. // EURO-CARTO VI, Proc., April 13-16, 1987, Brno, 1987, pp. 105-113.

47. Langeferce E. Theoretical Analysis of Information Systems. Lund, 1966.

48. McLaughlin J.D., Nichols S.E. Parcel-Based Land Information Systems. // Surv. and Mapp., 1987,47, N 1, pp. 11-29.

49. Mizsei F., Kadar I., Zalezsak T. Geodezial es kartografial muveletek fastrukturaba szervezett raszterterkepek kozott. // Geod. es kartogr., 1989,41, N 1, o. 39-53.

50. Papay.Gyula. Die Zeitproblematik aus der Sicht raumbexogener historischer Informationssysteme und der Geschichtskartographie. // Kartogr. Nachr. 1998, Vol. 48, N5, S.177-186.

51. Pravda J. Some Problems in Cartographical Interpretation of Geographical Space. // Geograficky casopis, 1984, N4, pp.14-32.

52. Ramonas A. Cartographicbmodelling in the geographic informationbsystems. Some questions of theory, methods of analysis // Geod. ir kartogr. Lieuva, 1998,Vol. 24, N2, S. 75-86.

53. Rossipal Silke. Untersuchungen zur geometrischen Datenkonsistenz von ATKIS-Bayern // Dtsch. geod. Kommis. Bayer. Akad. Wiss Veroeff. 1998, N 497, S. 1-98.

54. Samet H. Applications of Spatial Data Structures. Computer Graphics, Image Processing and GIS. 1990, Addison-Wesley Publ. Comp., 507 p.

55. The 1990 GIS Sourcebook. Geographic Informaion System Technology in 1990. GIS World., 1990.-156 p.

56. Varet J. Programme national de cartographie geologique de la France. La carte reologique du fiitur // Geochronique. 1998. -N66, S. 22-24.

57. Vogel Friedrich Wilheim. Geodateninfrastruktur in Deutschland (GDI)

58. Positionspapier der AdV. // ZfV, H. 2,2002. S. 90-96.

59. В»дукния 1ЮЛН1 рафической промышленное^

60. КартографическД црицвдЗДц-

61. Карты листовые справочные:- отдельных районов СССР, союзных республик, краев, областей ВОЗМ ТК

62. Карты тематические отраслевые:

63. Социально-экономические: социально- экономические

64. Условные обозначения: Возможность использования в БД

65. СПЕ1 в качестве специальной информации, не имеющей аналогов на базовых картах, ЛОК - для детализации данных на локальных участках;

66. Базовые карты для формирования темы:1. ТК топографическая,.1. ГЛК геологическая,

67. КПИ карта полезных ископаемых,

68. ГФК карты геофизических полей (гравиметрическая, карта аномального магнитного поля и др.), ПОЧВ - почвенная карта.

69. Общесоюзный классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции. Ассортиментная часть. Подкласс 955. Картографическая продукция 1 76 074. М. Экономика, 1989.

70. Перечень объектов топографических карт для региональной ГИС

71. Исходное название темы и объекты карт № группы Рекомендуемая для объектаатрибутов тема в региональной ГИСсогласно1. При л. 312 31. Населенные пункты

72. Города и поселки с недоказанными плановыми 1

73. Сельские поселения с мел оказанными контурамизастройки, бессистемной и рассредоточенной застройкой 1. Площади крупных городов, в т.ч. областного значения - районного значения

74. Площади прочих городов и пос. гор. типа

75. Площади садовых н пригородных селитебных участков

76. Транспортная сеть (наземная)1. Автострады 21. Шоссе

77. Улучшенные фунтовые дороги1. Строящиеся дороги

78. Грунтовые (проселочные) дороги1. Полевые и лесные дороги

79. Пешеходные тропы(и караванные пути и вьючныетропы) 1. Зимники

80. Придорожные объекты (АЗС и пр.)

81. Участки с крутыми спусками/подъемами1. Участки с малым поворота

82. Труднопроходимые участки дорог1. Ж/д двух- и > путные 1. Ж/д однопутные 1. Ж/д строящиеся

83. Ж/д узкоколейные и трамвайные линии

84. ГУ ' станции Разъезды, платформы и остановочные пункты 11. Насьши 1. Выемки 1. Туннели 4

85. Воздушный п водный транспорт1. Основные авиалинии б

86. Аэропорты, аэродромы, гидроаэродромы1. Посадочные площадки

87. Площадки базирования верю.него в1. Морские пути 61. Ж/д паромы 1. Военно-морские базы 1. Маяки 1. Морские порты и гавани 1. Молы, причалы, пристани

88. Якорные стоянки* Воздушный и

89. Пункты начала судоходства на реках* водный транспорт1. Линейные сооружении лэп 1

90. Линии связи (наземные) (телефонные, телеграфные, радиотран сляцнонные)в

91. Кабели Компрессорные станции, с танции перекачки

92. Гидрография Береговая линия рек, озер, водохранилищ и морей (океана) Линия раздела реки-моря/ озера

93. Площадь акваторий крупных рек 9

94. Площадь акваторий моря/океана Площадь, акваторий озер, прудов, вдхр. Суша, в т.ч. острова Реки и ручьи, не выраженные в масштабе/ площадью Подземные и пропадающие участки рек (в т.ч. по болотам)1. Каналы 10

95. Каналы подземные* Дамбы и искусственные валы Пром. и соц.-культ, объекты1. Броды* И Наземная-В транспортная сеть1. Шлюзы и^Нк 14

96. Водопады и пороги Отметки уреза воды

97. Выходы на земную поверхность подземных вод 1$ Подземные воды и инженерно.-геологические условия1. Рельеф Горизонтали

98. Отметки командных высот 17

99. Ямы Курганы и бу!ры Обрывы

100. Районы распространения карста* Четвертичная геология и современные процессы

101. Входы в пещеры и гроты* Природное наследие

102. Кратеры вулканов* Кратеры грязевых вулканов* Лавовые потоки* Геология

103. Оползни* Овраги и промоины* Четвертичная геология и современные процессы1. Ледяные обрывы* Наледи*

104. Каменистые, щебенчатые, песчаные и земляные осыпи*

105. Дополнительные элементы рельефа морских акваторий Камни Скалы надводные Рифы подводные Рифы осыхающие Острова, не выражающиеся в м-бе

106. Морские каналы* Маяки* Воздушный и водный транспорт1. Приливно-отливные течения 1. Растительный покров 1. Лсс-Э 18

107. Сплошные заросли кустарников 19

108. Отдельные кусты и группы кустов Узкие полосы и отдельные группы кустарников и живые изгороди Фруктовые и цитрусовые сады Виноградники Рисовые поля

109. Плантации технических культур 20

110. Луговая растительность Высокогорная растительность Камышовые и тростниковые заросли1. Болота 21

111. Полигональные поверхности* Мелкобугристые поверхности* Кочковатые поверхности* Четвертичная геология и современные процессы1. Солончаки Такыры 221. Грунты

112. Каменистые поверхности (выходы коренных пород) * Геология

113. Контуры распространения грунтов Галечники* Четвертичная геология и современные процессы1. Пески * 23

114. Промышленные, (социально-культурные и с/хоз.) объекты

115. Заводы, фабрики и мельницы 24

116. Склады горючего и газгольдеры1. Электростанции 28

117. Водные мельницы и лесопильни Ветряные мельницы Капитальные сооружения башенного типа (водонапорные башни и пр.) Кладбища

118. Шахты и штольни (рудники) и прииски* 25 Полезные ископаемыеьггой добычи полезн. 26

119. Открытые соляные разработки (соляные бассейны)* Торфоразработки * Нефтяные и газовые промыслы *

120. Терриконы- отвалы* 27 Экология

121. Границы Границы между СФ (республика, край, область) Границы автономных национальных округов, автономных областей, входящих в состав СФ Границы межрайонные Границы между территориями деятельности сельских администраций

122. Перечень возможных характеристик (атрибутов) топографических объектов для региональной ГИС

123. Назва иие покры тия № группы Группа характеристик, имя характеристики Тип значений характеристик Пример значений словаря ^Примечание, Основание для формирования атрибута1 2 3 4 5 б

124. Населе иные пункты 1 Характеристики населенных пунктов

125. Название Букв .-цифровое Москва подпись на карте

126. Тип Словарь (текст) город пос. гор. т. пос. сельск. т. пос. дачн. т. двор, хутор знак карты/ подпись на карте

127. Административное значение Словарь (текст) центр респ. центр крал центр области центр автон. обл. цетр нац. округа центр админ.района центр сельской администрации центром не является подпись на карте

128. Категория по числу жителей Словарь (текст) > 1 ООО ООО 1 ООО 000>п>500 ООО 500000>п>100ООО 100 000>п>50 ООО 50 000>п>! 0 000 10 000>п>2 ООО 2 000>п>1 ООО 1 000>п>500 500>п>100 <100 знак карты

129. Трансп орт нал сеть 2 Характеристики автодорог

130. Государственный № Бук в.-цифр. подпись на карте

131. Количество полос Числ. целое подпись на карте

132. Ширина полосы, м Числ. дробное подпись на карте

133. Ширина дороги от канавы до канавы,м Числ. дробное подпись на карте

134. Материал покрытия Словарь (текст) асфальт бетон гравий подпись на карте

135. Характеристики станций, остановочных пунктов, разъездов

136. Название Букв.-цифр. подпись на карте4 Характеристики туннелей

137. Длина туннеля, м Числ. дробное подпись па карте

138. Высота туннеля, м Числ. дробное подпись на карте

139. Ширина туннеля, м Числ. дробное подпись на карте

140. Характеристики мостов, путепроводов,эстакад

141. Вид сооружения шг знак карты

142. Назначение Словарь (текст) авто жел, дорога авто и жел. дор. знак/ подпись на карте

143. Материал сооружения подпись на карте

144. Длина, м Ч. целое подпись на карте

145. Ш ирина проезжей части, м * Числ. дробное *для а втом об. мостов и эстакад

146. Высота над нижним уровнем реки*/ путепровода, м Числ. дробное *для рек (только на судоходных, в межень)

147. Ширина проезда под путепроводом, м* Числ, дробное для авто моб. мостов и эстакад

148. Грузоподъемность, т* Ч. целое *для автом, мостов и эстакад

149. В озд. и полный транспорт 6 Характеристики воздушных и морских линий

150. Пункт назначения* Букв,-цифр. *по мелкомасш-, табным картам

151. Протяженность, км Числ. целое

152. Линей ные соору-жния 7 Характеристики ЛЭП

153. Мощность, КВт Словарь (текст) 380 500 подпись на карте

154. Характеристики трубопровода

155. Назначение Словарь (текст) нефтепровод газопровод водовод/водопровод знак

156. Размещение (текст) наземный подземный знак

157. Диаметр, мм Ч. целое дополн. данные

158. Рабочее давление, КПа Ч. целое дополн. данные

159. Гидро граф и я 9 Характеристики озер, прудов, водохранилищ

160. Название Букв.-цифр. подпись на карте

161. Тип воды Словарь (текст) пресная соленая солоноватая подпись на карте10 Характеристики каналов

162. Название Букв.-цифр. подпись на карте

163. Судоходность Словарь (текст) судоходный несудоходный знак, подпись

164. Ширина (по шкале), м Словарь до 20 м знактекст) более 20 м1. П Характеристики бродов

165. Глубина, м Числ. дробное подпись на карте

166. Длина, м Ч. целое подпись на карте

167. Характер грунта (текст) твердый ГЛИНИСТЫЙ каменистый подпись на карте

168. Скорость течения, м/сек Числ. дробное подпись на карте12 Характеристики переправ

169. Тип переправы Словарь (текст) паром наплавной мост знак, подпись

170. Ширина на участке перевоза, м Числ. целое подпись на карте

171. Длина парома, м Числ. целое подпись на карте

172. Ширина парома, м Числ, целое подпись на карте

173. Грузоподъемность, т Числ, целое подпись на карте

174. Характеристики шлюзов по основному ходу

175. Ко л ич ество ка м ер Числ. целое подпись на карте

176. Длина камеры, м Числ. пелое подпись на карте

177. Ширина ворот, м Числ. целое подпись на карте

178. Глубина у ворот, м Числ. дробное подпись на карте14 Характеристики плотин

179. Тип Словарь (текст) проезжая непроезжая знак, подпись

180. Материал Словарь (текст) кам. ж/б земл. подпись на карте

181. Длина, м Числ. целое подпись на карте

182. Ширина по верху, м Числ. целое подпись на карте

183. Разница высот между верхним и нижним уровнями, м ** Числ. целое подпись на карте

184. Длина водосливной части гидроузла, м Числ. целое подпись на карте

185. Характеристики природных источников

186. Состав воды (текст) углекислая железистая гидрокарбонатная подпись

187. Дебит, л/ мин Числ, целое дополн. данные

188. Характеристики пунктом местного забора воды

189. Вид пункта Словарь колодец знак, подписьтекст) водохранилищедождеваая яма

190. Особенность воды Словарь (текст) пресная солоноватая подпись

191. Тип вод Словарь (текст) безнапорные артезианские дополн. данныеатмосферные наземные1. Рель 17 Отметки высот еф Абсолютная высота., м Числ. дробное подпись на карте

192. Тип отметки Словарь (текст) командная перевал ПЕ<>чгю знак

193. Расти 18 Характеристики лесовтель ный покров Тип лесов Словарь (текст) хвойные лиственные смешанные значок

194. Преобладающая порода (текст) ель сосна ель и береза значок

195. Высота деревьев, м Числ. целое 15 подпись на карте

196. Толщина деревьев, м Числ. дробное 0,25 подпись на карте

197. Расстояние между деревьями, м Числ. целое 5 подпись на карте

198. Характеристики зарослей кустарников

199. Порода кустарника Словарь (текст) хвойные лиственные знак

200. Средняя высота, м Числ. целое подпись на карте20 Характеристики плантаций

201. Тип плантации Словарь древесные знактекст) кустарниковыетравянистые

202. Грунты 21 Характеристики болот

203. Проходимость Словарь проходимые знактекст) непроходимые

204. Глубина, м Числ. дробное 2,5 подпись на карте

205. Тип (по растительности) Словарь лесные комплекс знаковтекст) кустарниковыетравяные

206. Тип (по питанию) Словарь эвтрофные дополн. данныетекст) олиготрофныемезотрофные22 Характеристики солончаков

207. Проходимость Словарь проходимые знактекст) непроходимые

208. Характер поверхности Словарь пухлые знактекст) мокрые23 Характеристики песков 1. Тип Словарь ровные знактекст) бугристыегрядовые, дюнныелунковые, ячеистые

209. Глубина, м Числов. целое подпись на карте

210. Вид добываемого сырья Словарь глина знак, подписьтекст) штолпесоюиуголь27 Терриконы, отвалы

211. Высота, м Числов. целое подпись

212. Состав Бук в.-цифр. дополн. данные

213. Степень рекультивации дополн. данные28 Характеристики электростанций

214. Тип Словарь ГЭС знак картытекст) ТЭС Т^Поц АЭСприливная л^ Геотермальная ЭС

215. Мощность Числов. целое дополн. данные

216. Название Букв.-пифр. дополн. данные