Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка методики и технологии создания карт с элементами "ландшафтного" оформления на основе использования компьютерных технологий

ВАК РФ 25.00.33, Картография

Автореферат диссертации по теме "Разработка методики и технологии создания карт с элементами "ландшафтного" оформления на основе использования компьютерных технологий"

На правах рукописи

Ветрова Виктория Владимировна

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ И ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ КАРТ С ЭЛЕМЕНТАМИ «ЛАНДШАФТНОГО» ОФОРМЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

25.00.33 Картография

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2004

Работа выполнена на кафедре графики и оформления карт Московского Государственного Университета геодезии и картографии (МИИГАиК)

Научный руководитель: кандидат технических наук,

доцент Нырцова Тамара Петровна Официальные оппоненты: доктор геол.-мин. наук,

профессор Зверев Анатолий Тихонович

кандидат технических наук,

старший научный сотрудник

Богинский Владимир Максимович

Ведущая организация: Производственное картосоставительское объединение «Картография»

заседании диссертационного совета Д.212.143.01 при Московском Государственном Университете геодезии и картографии (МИИГАиК) по адресу: 105064, Москва, К-64, Гороховский пер.4, ауд.321.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии.

Защита диссертации с о

4 г.

'ас .на

Автореферат

диссертационного совета

Ученый секретарь

sops' -h

Ак туальнос ть темы

В настоящее время в картографии интенсивно развивается направление по созданию электронных карт, моделей виртуальной реальности, картографических анимаций, мультимедийных атласов, ГИС - технологий.

Уровень развития информационных технологий предоставляет возможность использования цифровых моделей рельефа, данных дистанционного зондирования, баз геоданных и программных средств для разработки новых методов и подходов к процессу составления и оформления карт, повышающих качество, полноту, достоверность, современность и выразительность картографической информации.

В связи с этим, поставленные в диссертационной работе цели и задачи по повышению уровня визуализации и представления пространственной информации с учетом все возрастающих технологических и программных возможностей, а также ростом требований к картографической продукции со стороны потребителей, являются актуальными на современном этапе.

Способы отображения содержания на традиционных бумажных картах должны совершенствоваться и развиваться по пути повышения наглядности, информативности и эстетичности.

Диалектический принцип развития применительно к картографическому изображению основывается на применении способов представления пространственной информации, которые использовались ранее и современной научно-обоснованной теоретической базе с использованием новых технологических и программных возможностей.

Достижение поставленных целей возможно на основе тесной интеграции знаний цветоведения, инженерной психологии, семиотики, в области данных дистанционного зондирования, географии, эстетики, машинной графики, развития научных принципов проектирования и картографического моделирования.

Получением наглядного картографического изображения с использованием натуралистического («ландшафтного») способа оформления занимались отечественные и зарубежные специалисты: Колдаев П.К., Левитский П.П., Скворцов П.А., Атоян Р.В., Имгоф Э., Беккер Ф., Беранн X. и др.

Цель диссертационной работы - разработать методику и технологию создания карт с элементами «ландшафтного» оформления, повышающую реалистичность

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ 3 БИБЛИОТЕКА

5ГЯМ8,

9МЫ

картографического изображения, с использованием современных программных средств, данных дистанционного зондирования, цифровых моделей рельефа, программных возможностей по разработке текстур на примере создания гуристских карт масштабов 1: 100000- 1:300000.

В соответствии с проводимым исследованием в работе решаются следующие задачи:

исследовать применение способа «ландшафтного» оформления на картах природных зон, туристских картах и картах-панорамах; выделить и обосновать теоретические и практические аспекты создания карт с элементами «ландшафтного» оформления; изучить и проанализировать источники получения цифровых моделей рельефа и данных дистанционного зондирования, используемых в процессе моделирования поверхности, возможность их применения;

разработать способы и приемы моделирования подстилающей поверхности для карт с элементами «ландшафтного» оформления; разработать текстуры для моделирования лесных массивов; разработать технологию создания карт, интегрирующую совокупность программно-технических средств. Методы исследования;

В процессе исследования использовались методы сравнительного визуального анализа, статистического опроса и статистического анализа, экспертных оценок, моделирования, комплексного подхода к процессу получения наглядного (реалистичного) изображения земной поверхности на карте с привлечением для решения поставленных задач основ семиотики, цветоведения, машинной графики, инженерной психологии.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование и выбор теоретических и практических аспектов создания карт с элементами «ландшафтного» оформления.

2. Методика создания карт с элементами «ландшафтного» оформления в программной среде трехмерного моделирования.

3. Автоматизированная технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления.

Научная новизна работы состоит в совершенствовании и разработке новых видов картографической продукции для туризма, в комплексном научно-практическом подходе к оформлению карт. Впервые в отечественной картографии оформление карт с наглядным (реалистичным) способом представления земной поверхности выполнено на основе автоматизированной технологии с использованием данных дистанционного зондирования, цифровых моделей рельефа, баз геоданных и возможностей программного обеспечения по разработке текстур для отображения элементов ландшафта. Работа выполнялась на стыке различных научных направлений: инженерной психологии, психофизиологии зрительного восприятия, семиотики, цветоведения, машинной графики. Научная новизна работы заключается в разработке методики и технологии создания карт в едином технологическом цикле с созданием электронного проекта карты. Использование электронного проекта, содержащего цифровые базы данных и библиотеки текстур элементов ландшафта, позволит в дальнейшем осуществлять оперативное дежурство, мониторинг территории и создавать производные карты различного содержания и назначения.

Оригинальными результатами научных исследований являются:

- теоретические и практические аспекты создания карт с элементами «ландшафтного» оформления в программной среде трехмерного моделирования;

- методика автоматизированного создания карт с элементами «ландшафтного» оформления с использованием данных дистанционного зондирования, цифровых моделей рельефа, баз геоданных;

- автоматизированная технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления в программной среде трехмерного моделирования, с возможностью оперативного получения производных карт различного содержания.

Практическая значимость работы;

Впервые разработанные методы и приемы по созданию карт с элементами «ландшафтного» оформления на основе интеграции различных типов данных и использования современных технологий были реализованы в процессе выполнения конкретного проекта - офисной туристской карты Крыма (масштаб 1:225000) и

туристской карты Крыма (масштаб 1:250000). Отработаны все этапы технологии по созданию подобных карт до получения тиражных оттисков. Разработанная технология также была использована в новом проекте по подготовке и созданию туристской карты «Красная Поляна».

В дальнейшем методика и технология будет совершенствоваться и применяться для создания различных тематических карт (карт природных зон, растительности и др.), учебных трехмерных компьютерных представлений.

Разработанные методы и приемы получения наглядного (реалистичного) изображения земной поверхности на карте использовались в учебном процессе со студентами картографического факультета по курсу «Оформление карт» и при руководстве дипломным проектированием.

Апробация работы. Результаты, полученные в процессе написания диссертационной работы, представлялись в виде докладов на Международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, на 21-й Международной картографической конференции в Дурбане (2ООЗг).

Публикации

Основные положения диссертации изложены в четырех опубликованных статьях:

1. Ветрова В.В. Реализм в изображении на карте // Изв. Вузов.Сер. Геодезия и аэрофотосъемка.- 2003. -№2.- С.116-127.

2. Ветрова В.В. Исследование применения способа ландшафтного оформления на карте)// Картография: доклады Международной научно-технической конференции посвященной 225-летию МИИГАиК, -М., 2004.-С.87-92.

3. Ветрова В.В. Технология создания карт с элементами ландшафтного оформления в программной среде трехмерного моделирования (¥N8)// Картография: доклады Международной научно-технической конференции посвященной 225-летию МИИГАиК, -М., 2004.-С.80-86.

4. Ветрова В.В. Картографические модели виртуальной реальности - средство изучения земного шара//21 Международная картографическая конференция, Дурбан, 2003.

Структура работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы, определены цели и задачи исследования, изложено краткое содержание работы.

В первой главе обосновано применение термина «ландшафтного» оформления карт, с разъяснением его смыслового значения. Были уточнены вопросы терминологии, которая будет использоваться в работе.

Применительно к картам с «ландшафтным» оформлением наглядность и реалистичность определяются как внешнее сходство с обликом земной поверхности. Наглядность, как свойство карты было выделено в разряд основных при условии сохранения географического подобия. В рамках данной главы также осуществлен краткий исторический обзор используемых способов картографического изображения для отображения элементов содержания с позиции получения наглядного изображения на карте. Выполнены анализ и систематизация карт с «ландшафтным» оформлением с выделением трех основных групп: карты природных зон, туристские карты, карты-панорамы. Для каждой группы карт были проанализированы способы картографического изображения на примере изображения рельефа и растительности.

По результатам проведенного анализа составлена сводная таблица способов изображения рельефа и лесных массивов на туристских картах, содержащая фрагменты карт.

На основе проведенного анализа карт выделены способы и приемы, используемые для получения наглядного (реалистичного) изображения на карте. Наглядность картографического изображения достигается за счет использования законов цветовой и светотеневой пластики при показе рельефа, соответствия цветов гипсометрической окраски природному колориту подстилающей поверхности, стилизации природного рисунка при показе растительности. Особую группу составляют способы получения наглядного изображения на карте на основе использования приемов художественного оформления по принципу пейзажной живописи и на основе синтезированного космического снимка. Был сделан вывод, что при создании карт с элементами «ландшафтного» оформления в программной среде трехмерного моделирования и достижения желаемых результатов необходимо опираться на уже имеющийся опыт по созданию подобных карт традиционными методами.

Вторая глава посвящена разработке и совершенствованию теоретических и практических аспектов создания карт.

Исходя из определения географической карты как образно-знаковой, пространственно-временной модели реальной действительности при осуществлении процесса создания карт с элементами «ландшафтного» оформления автором были выделены и обоснованы следующие аспекты представления картографической информации: географический, графический и познавательный. Эти аспекты легли в основу определения способов и приемов получения наглядного и достоверного картографического изображения.

Географический аспект (географическое подобие)

Разработка и совершенствование географического аспекта обусловлена тем, что к основным свойствам карты приравнивается наглядность картографического изображения и возможность восприятия его на интуитивном уровне.

Географическое подобие картографического изображения рассматривается как внешнее сходство картографического изображения с обликом земной поверхности на местности или на снимке при визуальном восприятии трехмерности пространства и достоверности в передаче отображаемого явления.

Выбор и систематизация исходных материалов, математически определенные способы получения картографического изображения, приемы оформления должны обеспечивать географическое подобие создаваемой карты. Оценка степени географического подобия с рассматриваемых позиций при различных способах изображения на карте может быть получена с использованием метода экспертной оценки.

С целью оценки степени географического подобия в работе проведен эксперимент по восприятию картографического изображения потребителями карт. Были отобраны 9 образцов с различными способами картографического изображения. В эксперименте приняли участие 45 человек специалистов картографов. При проведении сравнительного анализа предлагалось оценить наглядность каждой карты в представлении природного «ландшафта» (на примере изображения рельефа и растительности) по четырем выделенным критериям:

1) Пространственная наглядность (визуальное восприятие пространственных форм земной поверхности, пластичность изображения);

2) Художественное исполнение (наличие текстур, различных цветовых нюансов, качество прорисовки деталей);

3) Цветовое решение (ассоциация с отображаемым явлением, гармоничное, негармоничное);

4) Портретное сходство картографического изображения с внешним обликом земной поверхности, которое мы видим на местности или на снимке.

Результаты эксперимента в соответствии с выделенными критериями подтвердили, что карты с пластичным (объемным) представлением земной поверхности обеспечивают непосредственное визуальное восприятие пространства на карте. При этом в зависимости от способов получения наглядного изображения поверхности (творческая работа художника; творческая работа художника-картографа; изображение, полученное на основе математических методов моделирования) определяется степень соответствия требованию географического подобия.

В результате эксперимента картографическое изображение с наглядно воспроизводящим способом представления земной поверхности, полученное на основе строгих математических методов моделирования большинством экспертов было выделено среди остальных как наиболее соответствующее требованию географического подобия. Хорошие оценки в соответствии географическому подобию получила и карта, выполненная в художественном стиле художником-картографом. В ходе эксперимента также подтвержден тот факт, что горизонтали и гипсометрия не дают зрительного эффекта объемности пространства и наглядности изображения.

При создании карт рассчитанных на широкий круг потребителей вопрос о наглядном, выразительном, интуитивно понятном картографическом изображении рассматривается как один из основных. Проведенный эксперимент позволяет сделать вывод о том, какие карты более востребованы.

Графический аспект. Графический аспект рассматривается с позиции формирования языка карты и ее графического (картографического) образа.

В процессе создания различных виртуальных геоизображений графические переменные сгруппированы согласно их общей цели: моделирование, символизация и визуализация. Данное выделение графических переменных, с некоторыми ограничениями, предложено использовать и при проектировании и

создании карт (предназначенных для печати тиража) в среде трехмерного моделирования.

На основе понятия графических переменных систематизированы и определены графические аспекты для карт с элементами «ландшафтного» оформления. С целью получения наглядного (реалистичного) картографического изображения определение способов представления различных элементов содержания выполняется в соответствии с законами зрительного восприятия: контраста, соотношения части и целого, апперцепции. Графические аспекты определяются также с учетом законов цветовой, светотеневой пластики и интеграции приемов, используемых для получения наглядного изображения на карте с программными возможностями. Даны рекомендации по их использованию.

Познавательный аспект. Познавательный аспект рассматривается с позиции интеграции познавательной и коммуникативной функций карты. Выделение познавательного аспекта, в данном контексте, при создании карт с элементами «ландшафтного» оформления определяет обоснованный выбор средств и способов представления земной поверхности. Оптимизация зрительного восприятия и возникновение правильных ассоциаций является неотъемлемыми условиями, предъявляемыми к картографическому изображению с элементами «ландшафтного» оформления.

С целью оценки эффективности восприятия изображения было проведено тестовое испытание на различных образцах с условием распознавания и анализа изображения. Вниманию участников эксперимента было предложено два изображения: 1) перспективное представление района Красной Поляны, полученное на основе цифровой модели с использованием гипсометрической окраски для показа подстилающей поверхности, 2) перспективное изображение с текстурой леса, стилизованной под изображения леса на аэро- и космических снимках (рис. 1).

Участники эксперимента должны были выделить и охарактеризовать элементы ландшафта на фрагментах. По результатам опроса была составлена сводная таблица 1. При узнавании и характеристике элемента ландшафта ставилась 1, при отрицательном ответе 0. Из суммы ответов по распознаванию основных элементов

ландшафта: рельеф - горный и растительность - лес определен процент полноты получения информации при рассмотрении изображения.

а) цифровая модель с б) цифровая модель, гипсометрия

гипсометрией и стилизованная текстура леса

Рис. 1 Перспективное изображение района Красной Поляны

Таблица 1 Сводная таблица по оценке эффективности восприятия изображения

Полнота получения информации

§| Рельеф Растительность

Фрагмен- Группа испытуемых П и Ь II горный равнинный о и ч другая растительность. отсутствует Скалистая поверхность в | Ц п V О.

1) Специалисты 7 7 0 3 3 1 7 71

Неспециалисты 8 8 0 0 6 2 8 50

2) Специалисты 7 7 0 7 0 0 0 100

Неспециалисты 8 8 0 7 1 0 0 94

В результате проведенного эксперимента по эффективности восприятия изображения и анализа полученных ответов большинством участников были опознаны

на первом фрагменте:

рельеф - горный;

характер поверхности -скалистый;

растительность: лес (специалисты), другая растительность (специалисты и неспециалисты)

на втором фрагменте:

рельеф - горный;

характер поверхности - задернованные склоны; растительность - лес.

Пластичное (объемное) изображение земной поверхности не вызвало сложностей по восприятию горного характера рельефа. Зеленый цвет гипсометрии участники эксперимента ассоциировали с возможным наличием растительности: от леса у специалистов до моховой и луговой растительности у неспециалистов. На втором фрагменте стилизованная текстура ассоциировалась с лесными массивами, зернистый рисунок текстуры с кронами отдельных деревьев.

Аналогичный результат был получен и при сравнении фрагментов карты с плановым изображением поверхности. Используемая стилизованная текстура на карте также однозначно определялась как лесные массивы.

Проведенный эксперимент подтвердил, что в зависимости от способа представления одна и та же территория воспринимается по-разному. Процент полноты получения информации у неспециалистов при рассмотрении второго фрагмента увеличился на 44%. Результат эксперимента определяет значимость способа представления пространственной информации на картах предназначенных для широкого круга потребителей с позиции достоверности восприятия информации.

Выделение географического, графического и познавательного аспектов как основных в процессе создания карт с элементами «ландшафтного» оформления еще раз подтверждает правильность выбора способов и приемов получения наглядного и достоверного изображения на карте.

В третьей главе, посвященной методике создания карт, рассмотрены и проанализированы основные источники данных для моделирования земной поверхности: цифровые модели рельефа и данные дистанционного зондирования.

С целью оптимизации материальных и временных затрат, а также в соответствии с требованиями точности при создании карт рассмотрена возможность использования цифровых моделей рельефа глобальных банков данных. В результате анализа глобальных банков данных составлена сводная таблица с характеристикой основных параметров цифровых моделей рельефа.

Исходя из значения пространственного разрешения, соответствующею рассматриваемому масштабному ряду создаваемых карт и доступности данных был осуществлен сравнительный анализ цифровых моделей рельефа SRTM (цифровая модель рельефа (ЦМР) на основе радарной съемки с борта корабля Шатл) и ASTER DEM (ЦМР, полученная с использованием усовершенствованного космического радиометра теплового излучения).

Анализ цифровых моделей SRTM, как сравнительно нового источника данных, был осуществлен в два этапа. Высотный анализ цифровой модели SRTM проводился путем сравнения значения высот опорных точек цифровой модели с их значением на топографической карте. Результатом анализа цифровых моделей стал расчет RMSE (среднеквадратической ошибки)(1). Результаты первого этапа по оценки точности SRTM представлены в таблице 2.

Таблица 2 Высотный анализ цифровой модели SRTM (фрагмент таблицы)

№ п/п Широта (ф) Долгота (X) Отметка высоты Данные модели Разница высотных RMSE Относи Относи (Zf-ZD, R М

на карте, SRTM.M отметок ,м тельная тельная м s

м (Zt) (Zi) (Zt-Zi), м высота, м (Zf) высота, м (Zi') Е',м

(лист топографической карты N-37-40, 1:100 ООО, РФ)

1 54,935006 37,533958 178,60 188,00 9,4

2 54,830600 37,542748 189,80 184,00 -5,8 11,2 4 7,2

8 54,699710 37,926759 231,20 227,40 -3,8 69,5 55,9 13,6

9 54,694206 37,906402 223,40 219,70 -3,7

10 54,721735 37,950581 212,70 206,40 -6,3 6.6 10,7 13,3 -2,6 10,5

ШвЕ Ш -(1), где

21 - значение высоты на цифровой модели 8КГМ, 21 - значение высоты на топографической карте, п - число высотных отметок.

В соответствии с требованиями к точности, предъявляемым при создании карт, среднеквадратическая ошибка определения высот на отечественных топографических картах не должна превышать 1/4 принятой высоты сечения рельефа для равнинных и 1/3 высоты сечения для горных районов. На основе полученного значения среднеквадратической ошибки был сделан вывод, что цифровая модель 8КГМ по своей точности в высотном отношении соответствует

масштабному ряду рассматриваемых карт. Также был осуществлен анализ цифровой модели SRTM путем сравнения ее с цифровой моделью полученной в результате векторизации топографической карты масштаба 1:100000. По результатам анализа был сделан вывод о соответствии цифровых моделей в подробности передачи форм рельефа.

С целью определения возможности использования той или иной цифровой модели рельефа для создания карт был выполнен сравнительный анализ цифровых моделей SRTM и ASTER DEM (относительная цифровая модель). Анализ проводился на основе статистического (RMSE) и визуального анализа с использованием программных продуктов GlobalMapper 6 и Arc View 3.2а (модуль 3D Annalist). В результате анализа было установлено, что по качеству и точности представления данных о поверхности рельефа цифровые модели SRTM превосходят цифровые модели ASTER DEM.

Была выполнена оценка географического подобия моделей SRTM в передаче форм рельефа поверхности (морфологическая оценка). Анализ проводился с построением поперечных профилей форм рельефа при использовании данных дистанционного зондирования (космические снимки Landsat), картматериалов и различных литературных источников. По результатам анализа была составлена таблица с примерами отображения макро- и мезо- форм рельефа на различных материалах. Результат оценки географического подобия еще раз подтвердил соответствие цифровых моделей SRTM поставленным задачам.

Для моделирования рельефа было принято решение использовать цифровые модели SRTM. Цифровые модели ASTER DEM предложено использовать как материал для заполнения пустот в моделях SRTM.

В рамках данной главы также осуществлен анализ и выбор данных дистанционного зондирования. Для проведения работ по моделированию территории как источники данных выбраны космические системы Landsat и Spot. Параметры снимков и доступность данных удовлетворяют поставленным задачам.

Использование космических и аэроснимков при моделировании поверхности имеет ряд недостатков (инверсия рельефа, наличие теней, атмосферных эффектов и т.д.), которые накладывают ограничение на их повсеместное использование.

Материалы дистанционного зондирования являются хорошим источником для получения границ природных и социально-экономических объектов, проведения различных исследований по анализу текстур элементов ландшафта. В соответствии с поставленными задачами было принято решение о возможности использования снимков Landsat для получения площадей лесных массивов. Разрешение космических снимков Landsat, увеличенное за счет снимков Spot, позволяет их использовать для изучения ландшафтной структуры растительного покрова.

На основе анализа цифровых моделей рельефа, оценки возможности использования данных дистанционного зондирования, рассмотренных географического, графического и познавательного аспектов предложены способы и приемы по созданию карт с элементами «ландшафтного» оформления в процессе осуществления моделирования в трехмерных программных средах. Способы и приемы рассматриваются на примере моделирования элементов ландшафта, обладающих наиболее выразительными графическими (изобразительными) средствами в передаче внешнего облика земной поверхности на снимке и карте (рельеф и растительность), а также в соответствии с редакционными указаниями по выполнению конкретного проекта (карта Крыма) (рис.2).

Выбранные цифровые модели SRTM в соответствии со своей разрешающей способностью в подробности передачи рельефа территории соответствуют карте масштаба 1:100000. С целью передачи богатства природного ландшафта территории Крыма было принято решение о моделировании рельефа поверхности для карты масштаба 1:225000 на основе исходной цифровой модели SRTM.

В данном случае подробность в передаче форм рельефа играет роль положительного фактора для получения наиболее наглядного изображения поверхности. Использование этого приема также обусловлено учетом такого фактора, как большие площади леса, покрывающие практически весь горный район

территории картографирования. Моделирование лесных массивов выполнено с использованием разработанной текстуры, которая обладает кроющим эффектом, вследствие чего происходит частичное сглаживание форм рельефа.

На следующем этапе моделирование подстилающей поверхности осуществляется с использованием гипсометрической окраски. При создании карт с элементами «ландшафтного» оформления одним из основных требований к гипсометрическим шкалам является соответствие цветового решения характеру подстилающей поверхности и обеспечение хорошей пластики рельефа. В соответствии с имеющейся классификацией гипсометрических шкал, предложенной Скворцовым ПА., в качестве эксперимента по использованию гипсометрической окраски в сочетании с текстурой лесных массивов для передачи внешнего облика ландшафта территории были выполнены: зелено-коричневая шкала, спектральная и живописная шкала («ландшафтная»). На основе проведенных экспериментов по оценки возможности применения

гипсометрических шкал были сделаны следующие выводы и рекомендации:

- считать наиболее удачным использование живописной гипсометрической шкалы с осветлением ступеней в оба конца (для данной территории);

- рекомендовать к применению в отдельных случаях зелено-коричневой шкалы в сочетании с передачей растительности текстурой;

- поднять границу зеленых оттенков гипсометрической шкалы выше уровня 200м отметки;

- отказаться от использования насыщенных ярких цветов в верхних ступенях шкалы.

Выбор способа представления подстилающей поверхности на основе гипсометрической шкалы сделан с учетом следующих факторов:

1. моделирование рельефа на основе цифровых моделей (наличие высотных данных);

2. распределение цветов природного ландшафта по высотным поясам;

3. обеспечение наглядного представления внешнего облика земной поверхности.

В данной главе разработаны и экспериментально апробированы текстуры для моделирования растительности (леса). В процессе создания текстуры основными

факторами являются: масштаб создаваемой карты или высота расположения точки зрения, назначение, тип карты (плановое, перспективное изображение бумажной карты или электронная карта, модель виртуальной реальности).

Моделирование растительности для создаваемой карты с элементами «ландшафтного» оформления масштаба 1:225000 выполнялось на основе разработанных нами текстур с использованием в качестве основного эталона изображения лесных ландшафтов на аэро- и космических снимках. Разработка текстур проводилась с воспроизведением особенностей рисунка в соответствии с основными дешифровочными признаками, по которым данный ландшафт опознается на фотоизображении: тон изображения, цвет, конфигурация и текстура или рисунок изображения. Цветовые нюансы текстур подобраны для передачи общего цветового решения и возникновения яркой ассоциации площадей леса с площадями растительности. Второй важнейшей составляющей при разработке текстуры лесных массивов является передача зернистого характера рисунка. Эта задача была решена с использованием возможностей «рельефного» текстурирования (Bump Map Texture), которое добавляет ощущение неоднородности, объемности плоской поверхности (рис.3).

-—ВИИ ^

Рис.3 Процесс создания 1екстур лесных массивов

Цветовые нюансы космического фотоизображения использовались для воспроизведения природного разнообразия в текстуре лесного ландшафта (без выделения породного состава) с размещением по ним текстур с различными цветовыми параметрами и параметрами «рельефной» составляющей.

Определены основные требования к моделированию текстуры для достижения сходства с природным рисунком леса и интеграции с показом рельефа территории: -достижение наиболее возможного подобия зернистому рисунку текстуры, характерному для лесных пространств на аэро- и космических снимках;

-соблюдение масштабных пропорций, согласованность размера «зерен» с рельефом территории;

-согласование характера теней «рельефной» составляющей текстуры леса с направлением освещения принятым при моделировании рельефа; -передача иллюзии солнечной освещенности под действием рефлексов; -согласованность представления лесных массивов со способом представления подстилающей поверхности на основе цифровой модели рельефа.

Данный способ стилизованной передачи рисунка лесных массивов был выбран как способ, наиболее отвечающий условию географического подобия для карт рассматриваемого масштабного ряда и планового картографического изображения.

Одним из основных требований определяющим возможность использования разработанной текстуры является также обеспечение читаемости других элементов содержания на ее фоне.

Для проведения оценки читаемости штриховой нагрузки на фоне лесных массивов был проведен эксперимент на основе экспертных оценок с участием 25 человек. Эксперимент проводился в два этапа. На первом этапе эксперимента участникам для анализа были предложены два фрагмента карты (масштаб 1:225000) на территорию свободную от площадей леса и территорию, покрытую лесным массивом. Эксперимент заключался в оценке читаемости подписей на разном фоне за ограниченный промежуток времени.

В качестве критериев оценки читаемости были выбраны следующие критерии:

1. Скорость чтения - среднее количество прочитанных слов за ограниченный промежуток времени.

2. Эффективность процесса чтения у разных участников, как отношение прочитанных названий к общему количеству названий в выделенных фрагментах в % (процентное отношение извлеченной информации).

По итогам первого этапа эксперимента было отмечено снижение общей читаемости подписей названий на фоне текстуры леса.

Для повышения читаемости подписей названий на фоне леса было предложено ввести обводку толщиной 0,1 - 20% желтого («галло»). На втором этапе эксперимента оценивалась эффективность введения обводки для повышения читаемости подписей на фоне лесных массивов на двух фрагментах туристской

карты (масштаб 1:250000): подписи названий без введения обводки и подписи названий с введением обводки. В качестве критериев оценки читаемости использовались те же критерии, что и на первом этапе эксперимента. Общее количество подписей названий на фрагментах 39. Время проведения эксперимента ограничено - 9 сек. По результатам второго этапа эксперимента была составлена сводная таблица 3.

Таблица 3 Оценка эффективности введения обводки для повышения читаемости подписей на фоне лесных массивов (фрагмент таблицы)

№ уч-ка Фрагмент карты Количество Эффективность Средняя

масштаба 1:250000 прочитанных работы (%) эффективность

названий работы (%)

1 подписи названий без введения обводки 14 35 40

2 16 41

25 16 41

1 подписи названий с введением обводки 17 43 55

2 23 58

25 23 58

Результаты второго этапа эксперимента показали повышение читаемости подписей названий на фоне леса при введении обводки приблизительно на 15%. В целом читаемость штриховой нагрузки на фоне леса экспертами бала оценена как хорошая.

Проведенный эксперимент подтвердил возможность использования данного способа показа растительности на карте без ухудшения читаемости подписей.

Общая методика создания карт с элементами «ландшафтного» оформления на плановой основе масштабов 1:100000-1:300000 с рассмотренными особенностями включает следующие процессы:

1. Анализ, систематизация и обработка исходных материалов;

2. Решение вопросов генерализации элементов содержания карты;

3. Разработка гипсометрической шкалы с учетом орографических особенностей

района и характера подстилающей поверхности;

4. Разработка классификации элементов содержания в соответствии с

назначением карты;

5. Дешифрирование космоснимков;

6. Разработка текстур различных элементов ландшафта (библиотеки текстур);

7. Моделирование земной поверхности.

Четвертая глава посвящена разработке технологии создания карт с элементами «ландшафтного» оформления. Предлагаемый комплекс программно-технических средств позволяет создавать в едином технологическом цикле карты, предназначенные для печати тиража и трехмерные картографические представления, визуализируемые на экране монитора. Впервые процесс оформления карт с реалистичным способом представления земной поверхности поднят на новый технологический уровень благодаря комплексному подходу к процессу картографирования и использования современных материалов и программных продуктов.

Использование в качестве основных источников цифровых моделей рельефа и данных дистанционного зондирования высокого разрешения, находящихся в свободном доступе в сети Интернет, позволяет значительно сократить и автоматизировать процесс получения наглядного (реалистичного) изображения на карте с уменьшением материальных затрат. Непосредственное использование космических снимков для получения площадей лесных массивов дает возможность исключить процесс обновления контуров.

Из свойств снимков, накладывающих ограничение на их использование при создании карт крупных и средних масштабов, основным является их высокая информативная емкость. Предложенный способ создания карт позволяет получить реалистичное картографическое изображение, лишенное излишней детальности и информативности.

Исправление дефектов цифровых моделей SRTM выполняется с использованием программных продуктов SRTMFill vl.OO, BLACKART 3.47 на основе встроенных алгоритмов интерполяции. Последующая коррекция цифровых моделей может быть выполнена в программном продукте Wilbur vl.25el, графическим способом на основе редактирования матрицы высот. Обработка цифровых моделей по их проекционному трансформированию, нарезке на данную территорию, конвертация в необходимый формат, выполняется в программном продукте GlobalMapper 6. Данный программный продукт также дает возможность осуществить синтез цифровых моделей различного разрешения и их обобщение путем уменьшения значения разрешения.

С помощью профессионального пакета по работе с данными дистанционного зондирования Envi 3.4 (Environment for Visualizing Images) получено синтезированное изображение; улучшено качество снимков в интерактивном режиме; увеличено разрешение снимка Landsat за счет снимка Spot.

Снимки Landsat использовались в качестве основного источника для получения площадей леса. Решение об использовании космических снимков было вызвано необходимостью получения детального контура лесных массивов, гармонично интегрирующегося с детальной моделью рельефа, и технологической особенностью дальнейшего процесса моделирования (на основе «цветной карты» -растровая основа, цветовые значения пикселов которой используются для размещения по ним соответствующих текстур). Дешифрирование снимков проводилось в интерактивном режиме в программном продукте Envi 3.4 с использованием в качестве дополнительных материалов индексного изображения на основе определения NDVI (нормализованный относительный индекс растительности), топографических карт.

Обработка баз геоданных, при их использовании в процессе моделирования, связанная с отбором информации на заданную территорию, редактированием, проекционным трансформированием выполняется в ArcView 3.2a, Maplnfo 6, GeoDrawl.l4,GeoGrafl.5.

Синтез исходной информации, с моделированием земной поверхности, разработка текстур осуществляется в программном продукте VNS (Visual Nature Studio) предназначенном для профессионального моделирования ландшафта, компьютерных визуализаций и создания анимаций.

В зависимости от способа использования конечной продукции (представление на экране монитора или печать тиража), окончательный этап работ выполняется с использованием программного продукта VNS или настольного издательского пакета Illustrator 8 с одновременной подготовкой к изданию (таблица 4).

В результате выполненных исследований и экспериментальных работ можно сделать вывод, что разработанная технология дает возможность создавать карты по своей выразительности и наглядности в представлении картографируемой территории сопоставимые с картами выполненными художниками-картографами.

Использование данной технологии позволяет сократить временные, материальные и творческие затраты процесса создания карты и получить картографическое изображение отвечающее требованиям точности, полноты и достоверности в передачи информации.

Разработанная комплексная технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления (рис.4) позволяет:

1. На основе точных математически определенных методов моделирования получать наглядное (реалистичное) изображение внешнего облика земной поверхности на карте.

2. Использовать при создании карт с элементами «ландшафтного» оформления программный продукт позволяющий создавать реалистичные модели в среде компьютера.

3. Получать наглядное картографическое изображение на основе разработанных методов интеграции подробного показа рельефа (цифровые модели, гипсометрия, цвета приближены к натуре) и

4.

5.

6.

детального контура лесных массивов (стилизованные текстуры), обеспечивающих согласованность отображения элементов содержания. Автоматизировать процесс получения наглядного изображения на карте. Сократить материальные и временные затраты труда на создание карты. Создавать карты с наглядным изображением в едином цикле с формированием электронного проекта, позволяющего вести дежурство, осуществлять мониторинг территории и оперативно создавать производные карты различного назначения.

Заключение

»92429

В соответствии с поставленной целью выполнены теоретические и экспериментальные исследования, получены следующие основные результаты:

1. В результате анализа многочисленных картографических материалов и литературных источников определены способы и приемы получения наглядного (реалистичного) изображения на картах и способы стилизованного представления подстилающей поверхности, позволяющие создавать наглядное картографическое изображение, ассоциирующееся с отображаемым явлением.

2. Обоснованы и усовершенствованы географический, графический и познавательный аспекты применительно к процессу создания карт с элементами «ландшафтного» оформления. Даны подробные рекомендации по моделированию различных элементов содержания.

3. Обоснована и разработана методика создания карт с элементами «ландшафтного» оформления на основе использования цифровых моделей рельефа и данных дистанционного зондирования.

4. Разработаны автоматизированные способы и приемы получения наглядного изображения на карте (масштабов 1:100000-1:300000) на примере элементов ландшафта, обладающих наиболее выразительными графическими (изобразительными) средствами в передаче внешнего облика земной поверхности -рельефа и растительности на основе интеграции способов традиционной картографии и специфики моделирования поверхности в трехмерной программной среде.

5. Разработана технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления с автоматизацией процессов по получению наглядного (реалистичного) картографического изображения.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Ветрова, Виктория Владимировна

Введение.

Глава 1. Анализ и систематизация карт с элементами «ландшафтного» оформления.

1.1 Понятие «ландшафтного» оформления.'.

1 2 Краткий исторический обзор способов изображения на карте.

1.3 Карты природных зон.

1.4 Туристские карты.

1 5 Карты-панорамы.

Глава 2. Теоретические и практические аспекты создания карт с элементами «ландшафтного» оформления.

2.1 Географический аспект (географическое подобие).

2.2 Графический аспект.

2 2.1 Графические аспекты моделирования.

2 2.1.1 Моделирование рельефа.

2 2.1.2 Моделирование элементов содержания.

2 2 2 Графические аспекты символизации.

2 2 2 1 Рельеф

2 2 2 2 Элементы гидрографии.

2 2.2 3 Населенные пункты и дорожная сеть.

2 2.24 Растительность.

2.2.2.5 Объекты специального содержания.

2.2.3 Графические аспекты визуализации.

2.2.3.1 Выбор источника и направления освещения при показе рельефа.

2.2.3.2 Освещенность при моделировании текстуры леса.

2.2.3.3 Атмосферные эффекты.

2.3 Познавательный аспект.

Глава 3. Разработка методики «ландшафтного» оформления карт в программной среде трехмерного моделирования.

3.1 Анализ и возможности использования цифровых моделей рельефа.

3.2 Анализ и применение данных дистанционного зондирования.

3.3 Способы и приемы создания карт с элементами «ландшафтного» оформления.

3.3.1 Моделирование рельефа.

3 3 2 Моделирование растительности.

3.3.2.1 Геотипичные текстуры.

3.3.2.2 Стилизованные текстуры.ИЗ

3.3.2.3 Моделирование растительности на основе синтезированного космического снимка.

3 3 3 Интеграция изображения подстилающей поверхности (рельефа и растительности) со штриховой нагрузкой карты.

Глава 4. Технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления.

4.1 Исходные данные для моделирования.

4.2 Синтез исходной информации в среде ¥N8.

4.3 Конечная продукция.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка методики и технологии создания карт с элементами "ландшафтного" оформления на основе использования компьютерных технологий"

В настоящее время в картографии интенсивно развивается направление по созданию электронных карт, моделей виртуальной реальности, картографических анимаций, мультимедийных атласов, ГИС — технологий.

Уровень развития информационных технологий предоставляет возможность использования цифровых моделей рельефа, данных дистанционного зондирования, баз геоданных и программных средств для разработки новых методов и подходов к процессу составления и оформления карт, повышающих качество, полноту, достоверность, современность и выразительность картографической информации!

В связи с этим, поставленные в диссертационной работе цели и задачи по повышению > ровня визуализации и представления пространственной информации с учетом все возрастающих технологических и программных возможностей, а также ростом требований к картографической продукции со стороны потребителей, являются актуальными на современном этапе.

Способы отображения содержания на традиционных бумажных картах должны совершенствоваться и развиваться по пути повышения наглядности, информативности и эстетичности.

Диалектический принцип развития применительно к картографическому изображению основывается на применении способов представления пространственной информации, которые использовались ранее и современной научно-обоснованной теоретической базе с использованием новых технологических и программных возможностей.

Достижение поставленных целей возможно на основе тесной интеграции знаний цветоведения, инженерной психологии, семиотики, в области данных дистанционного зондирования, географии, эстетики, машинной графики, развития научных принципов проектирования и картографического моделирования.

Получением наглядного картографического изображения с использованием натуралистического («ландшафтного») способа оформления занимались отечественные и зарубежные специалисты: Колдаев П.К., Левитский П.П., Скворцов П.А., Атоян Р.В., Имгоф Э., Беккер Ф., Беранн X. и др.

Цель диссертационной работы — разработать методику и технологию создания карт с элементами «ландшафтного» оформления, повышающую реалистичность изображения, с использованием современных программных средств, данных дистанционного зондирования, цифровых моделей рельефа, программных возможностей по разработке текстур на примере создания туристских карт масштабов 1: 100000 - 1: 300000.

В соответствии с проводимым исследованием в работе решаются следующие задачи: исследовать применение способа «ландшафтного» оформления на картах природных зон, туристских картах и картах-панорамах; выделить и обосновать теоретические и практические аспекты создания карт с элементами «ландшафтного» оформления; изучить и проанализировать источники получения цифровых моделей рельефа и данных дистанционного зондирования, используемых в процессе моделирования поверхности, возможность их применения; разработать способы и приемы моделирования подстилающей поверхности для карт с элементами «ландшафтного» оформления; разработать текстуры для моделирования лесных массивов; разработать технологию создания карт, интегрирующую совокупность программно-технических средств.

Основные положения, выносимые на защиту;

1. Обоснование и выбор теоретических и практических аспектов создания карт с элементами «ландшафтного» оформления.

2 Методика создания карт с элементами «ландшафтного» оформления в программной среде трехмерного моделирования.

3. Автоматизированная технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления.

Научная новизна работы состоит в совершенствовании и разработке новых видов картографической продукции для туризма, в комплексном научно-практическом подходе к оформлению карт. Впервые в отечественной картографии оформление карт с наглядным (реалистичным) способом представления земной поверхности выполнено на основе автоматизированной технологии с использованием данных дистанционного зондирования, цифровых моделей рельефа, баз геоданных и возможностей программного обеспечения по разработке текстур для отображения элементов ландшафта. Работа выполнялась на стыке различных научных направлений: инженерной психологии, психофизиологии зрительного восприятия, семиотики, цветоведения, машинной графики. Научная новизна работы заключается в разработке методики и технологии создания карт в едином технологическом цикле с созданием электронного проекта карты. Использование электронного проекта, содержащего цифровые базы данных и библиотеки текстур элементов ландшафта, позволит в дальнейшем осуществлять оперативное дежурство, мониторинг территории и создавать производные карты различного содержания и назначения.

Оригинальными результатами научных исследований являются: теоретические и практические аспекты создания карт с элементами «ландшафтного» оформления в программной среде трехмерного <# моделирования; методика автоматизированного создания карт с элементами «ландшафтного» оформления с использованием данных дистанционного зондирования, цифровых моделей рельефа, баз геоданных; автоматизированная технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления в программной среде трехмерного моделирования, с возможностью оперативного получения производных карт различного содержания.

Практическая значимость работы:

Впервые разработанные методы и приемы по созданию карт с элементами «ландшафтного» оформления на основе интеграции различных типов данных и использования современных технологий были реализованы в процессе выполнения конкретного проекта - офисной туристской карты Крыма (масштаб 1:225000) и туристской карты Крыма (масштаб 1:250000). Отработаны все этапы технологии по созданию подобных карт до получения тиражных оттисков. Разработанная технология также была использована в новом проекте по подготовке и созданию туристской карты «Красная Поляна», ф В дальнейшем методика и технология будет совершенствоваться и применяться для создания различных тематических карт (карт природных зон, растительности и др.), учебных трехмерных компьютерных представлений.

Разработанные методы и приемы получения наглядного (реалистичного) изображения земной поверхности на карте использовались при осуществлении учебного процесса со студентами картографического факультета по курсу «Оформление карт» и при руководстве в выполнении дипломного проектирования.

Результаты, полученные в процессе написания диссертационной работы, представлялись в виде докладов на Международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК, на 21-й Международной картографической конференции в Дурбане (2003г)

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений.

Заключение Диссертация по теме "Картография", Ветрова, Виктория Владимировна

Заключение

В соответствии с поставленной целью в диссертационной работе выполнены теоретические и экспериментальные исследования по проблеме совершенствования картографического изображения на картах для широкого круга потребителей в направлении повышения наглядности, выразительности, полноты, достоверности, точности и эстетичности представления пространственной информации.

Главный итог диссертационной работы состоит в разработке и применении на практике методики и технологии создания карт с элементами «ландшафтного» оформления на основе автоматизации процессов получения наглядного картографического изображения. Основные результаты проведенного исследования:

1. В результате анализа многочисленных картографических материалов и литературных источников определены способы и приемы получения наглядного (реалистичного) изображения на картах и способы стилизованного представления подстилающей поверхности, позволяющие создавать наглядное картографическое изображение, ассоциирующееся с отображаемым явлением.

2. Обоснованы и усовершенствованы географический, графический и познавательный аспекты применительно к процессу создания карт с элементами «ландшафтного» оформления. Даны подробные рекомендации по моделированию различных элементов содержания.

3. Обоснована и разработана методика создания карт с элементами «ландшафтного» оформления на основе использования цифровых моделей рельефа и данных дистанционного зондирования.

4. Разработаны автоматизированные способы и приемы получения наглядного изображения на карте (масштабов 1:100000-1:300000) на примере элементов ландшафта, обладающих наиболее выразительными графическими (изобразительными) средствами представления внешнего облика земной поверхности — рельефа и растительности на интеграции способов традиционной картографии и специфики моделирования поверхности в трехмерной программной среде.

5. Разработана технология создания карт с элементами «ландшафтного» оформления с автоматизацией процессов по получению наглядного (реалистичного) картографического изображения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРНЫХ И КАРТОГРАФИЧЕСКИХ ИСТОЧНИКОВ

1. Андрианов В. Координаты пространственных данных // ArcReview. -2001.- №2 (17).

2. Андрианов В. Искусство узнавания // Компьютерра. -2000. -№25 (354).

3. Асланикашвили А.Ф. Метакартография. Основные проблемы.-Тбилиси: Мецниереба, 1974.-127с.

4. Баранов Ю.Б., Берлянт A.M., Капралов Е.Г., Кошкарев А.В. и др. Геоинформатика. Толковый словарь основных терминов. - М.: ГИС-Ассоциация, 1999.-204с.

5. Бердышев С.Н. Популярный географический энциклопедический словарь. — М.: РИПОЛ КЛАССИК, 2002.- 768 с.

6. Берлянт A.M. Виртуальные геоизображения.-М.: Научный мир, 2001.-56с.

7. Берлянт A.M. Геоиконика. -М.: Астрея, 1996.-208с.

8. Берлянт A.M. Карта. Краткий толковый словарь. - М.: Научный мир, 2003.-168с.

9. Берлянт A.M. Картография: Учебник для вузов.-М.: Аспект Пресс, 2001.-336с.

10. Билич Ю.С., Васмут А.С. Проектирование и составление карт: Учебник для вузов.-М.: Недра, 1984.-364с.

11. Бочаров М.К. Основы теории проектирования систем картографических знаков. - М.: Недра, 1966.

12. Бугаевский Л М Математическая картография: Учебник для вузов.-М.: Златоуст, 1998.-400с.

13. Вахрамеева Л.А. Картография: Учебник для вузов.-М.: Недра, 1981.-224с.

14. Верещака Т.В., Зверев А.Т., Сладкопевцев С.А., Судакова С.С. Визуальные методы дешифрироваеия.-М.: Недра, 1990.-342с.

15. Ветрова В.В. Реализм в изображении на карте // Изв. Вузов.Сер. Геодезия и аэрофотосъемка.- 2003. -№2.- С.116-127.

16. Ветрова В.В. Технология создания карт с элементами ландшафтного оформления в программной среде трехмерного моделирования (VNS)// Картография: доклады Международной научно-технической конференции посвященной 225-летию МИИГАиК, -М., 2004.-С.80-86.

17. Викторов А.С. Рисунок ландшафта. -М.: Мысль, 1986.-179с.

18. Воронина А.Н. Опыт исследования шкал основных сечений рельефа на общегеографических мелкомасштабных картах // Тр. ЦНИИГАиК. — М.: Изд-во геодезической и картографической литературы, 1951. - Вып.76.- С.35-44.

19. Гамезо М.В. Знаки и знаковое моделирование в познавательной деятельности: Автореф. дис. на соискание ученой степени д-ра псих. наук.-М.,1972.-38с.

20. Горелов В.Л., Лукашевич Е.Л., Стрельцов В.А Состояние и тенденции развития космических средств дистанционного зондирования высокого разрешения // Информационный бюллетень. ГИС Ассоциация. - 2002. - №4 (36).- С.б-11.

21. ГОСТ Р 51353-99 Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание. - М., 1999.-6с.

22. ГОСТ Р 52055-2003 Геоинформационное картографирование. Пространственные модели местности. Общие требования. - М., 2003.-4с.

23. ГОСТ 21667-76. Картография. Термины и определения. - М.,1978.-44с.

24. ГОСТ 28441-99. Картография цифровая. Термины и определения. — М.,2000.-10с.

25. Гречищев А., Бараниченко В. и др. Трехмерное моделирование и фотореалистичная визуализация городских территорий // ArcReview.-2003.-№2 (25)-С.12-13.

26. Григорьев А.Б. Методы компьютерной графики для моделирования нечетких природных явлений и объектов в системе виртуальной реальности: Дис. кан. тех. наук /С-Петербургский университет. -СПб., 2000.

27. Демерс О. Цифровое текстурирование и живопись.: пер. с англ.-М.: Издательский дом Вильяме, 2002.-336с.

28. Джусь С.И. Некоторые вопросы картографического изображения рельефа. —М.: Изд-во Геодезической литературы, 1958.-95с.

29. Дудкин К.Н. Зрительное восприятие и память (информационные процессы и нейронные механизмы). -Л.: Наука,1985.

30. Заруцкая И.П. Методы составления рельефа на гипсометрических картах. -М.: Изд-во геодезической литературы, 1958.-215с.

31. Заруцкая И.П., Красильникова Н.В. Картографирование природных условий и ресурсов. - М.: Недра, 1988.-299 с.

32. Заруцкая И.П., Красильникова Н.В. Проектирование и составление карт. Карты природы. -М.: Изд-во МГУ, 1989.-296с.

33. Зейлер Майкл Моделирование нашего мира/ Руководство по ESRI по проектированию базы геоданных.- М.: ESRI Press, 2001.-254с.

34. Зернов В.А. Цветоведение.-М.: Изд-во Книга, 1972.-239с.

35. Инструкция по созданию туристских обзорных карт и маршрутных карт-схем. - М.: ГУГК СССР, 1985.-65с.

36. Исаев А.С., Волков И.А., Седых В.Н. и др. Дистанционные исследования ландшафтов. - Новосибирск: Наука, 1987.

37. Кашин Л.А. Топографическая изученность России (исторический очерк).-М.: Картгеоцентр-Геодезиздаст, 2001.-116с.

38. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.PI., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований: Учеб. Для студ. Высш. Учеб. Заведений.- М.: Издательский центр Академия, 2004.-336с.

39. Кравцова В.И. Космические методы картографирования. - М.: Недра, 1983. - 288 с.

40. Левитский П.П. Краткие практические указания по черчению планов, их надписывания и окраски. — М.: 1909.

41. Леонтьев Н.Ф. Тематическая картография. —М.: Наука, 1981.-104с.

42. Лозинова В.М. Развитие гипсометрического метода изображения рельефа на отечественных мелкомасштабных картах // Тр. ЦНИИГАиК. - М.: Изд-во геодезической и картографической литературы, 1951. - Вып.88.- С.45-70.

43. Лосяков Н.Н., Мельниченко Н.И., Толстоухов А.С., Бирюкова О.В. Оформление тематических карт: Учебное пособие.-М.: Изд. МИИГАиК, 1994.-133с.

44. Лосяков Н.Н., Нырцова Т.П., Биктимирова Н.М. Штриховое и шрифтовое оформление карт (картографические знаки и щрифты).-М.: Изд. МИИГАик, 1992.-55с.

45. Лосяков Н.Н., Скворцов П.А., Каменецкий А.В. и др. Топографическое черчение: Учебник для вузов.-М.: Недра, 1986.-325с.

46. Лютый А.А. Язык карты: сущность, система, функции. -М.: ИГ АН СССР, 1988.-292с.

47. Макеев 3 А. Основные типы рельефа земной поверхности в изображении на картах. -М.: Геодезиздат, 1945.-154с.

48. Наставления по составлению и подготовке к изданию карты масштаба 1:1000000. -М.: Изд-во геодезичекой и картографической литературы, 1951.-88с.

49. Немов Р.С. Психология: Учеб. для студ. высш. учеб. заведений: В 3 кн.-З-еизд.-М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1999.-668с.

50. Неумывакин Ю.К., Смирнов А.С. Практикум по геодезии: Учебное пособие.-М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1995.-315с.

51. Обиралов А.И., Гебгарт Я.И., Ильинский Н.Д., Фостиков А.А. и др. Практикум по фотограмметрии и дешифрированию снимков.-М.: Недра, 1990.-287с.

52. Правда Я. Картографический язык// Картография. Зарубежные концепции и направления исследований. Сборник переводных статей. -М.: Изд-во Прогресс, 1983.

53. Пратт М. Картография в новой жизни // ArcUser/ArcReview.-2003.-№l(24)-C.23-24.

54. Петров В. Семантический анализ некоторых аспектов цветового языка.-М.: АНСССР Институт Психологии, 1976.-47с.

55. Подгородецкий П.Д. Крым. Природа: Справ.изд.-Симферополь: Таврия, 1988,-192с.

56. Преображенский А.И., Сухов В.И., Билич Ю.С. и др. Составление и редактирование специальных карт. —М.: Изд-во геодезической литературы, 1961.-319с.

57. Робинсон А., Петченек Б.Б. Карта как коммуникационная система // Картография. Зарубежные концепции и направления исследований. Сборник переводных статей.-М.: Изд-во Прогресс, 1983.

58. Рогов Е.И. Психология познания. - М.: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 1998.-176с.

59. Российский энциклопедический словарь. -М.: Науч. Изд-во БРЭ, 2001. - Книга1.

60. Салищев К.А. Идеи и теоретические проблемы в картографии 80-х годов. Итоги науки и техники. Сер. Картография.-М.:1989, т.10.

61. Салищев К.А. Картоведение: Учебник. - 3-е изд. - М.: Изд-во МГУ, 1990.-400с.

62. Салищев К.А. Картография: Учебник для геогр. спец-тей ун-тов.-3-е изд.-М.: Высшая школа, 1982.-196с.

63. Серапинас Б.Б. Оценка свойств сканерных снимков как материалов для составления тематических карт // Космическая съемка и тематическое картографирование. -М.: Изд-во Московского Университета, 1979.-232с.

64. Скворцов П.А. О применении в картографии принципов живописи // Вопросы географии. Картография. -1950. - Сб.22 - С. 60-81.

65. Скворцов П.А. Оформление карт. Раздел «Натуралистическое оформление ландшафта на картах». -М.: 1975.-34с.

66. Скворцов П.А., Иванова Л.Ф. Оформление карт. Раздел «Оформление тематических карат».-М.: 1972.

67. Скворцов П.А. Оформление карт. Раздел «Цветовое оформление карт».-М.: 1976.-37с.

68. Скврцов П.А. Оформление карт. Раздел «Цветовое оформление рельефа».-М.: 1972.-57с.

69. Словарь справочник по географии. -М.: Мир географии, 1999.

70. Слудский А.Ф. Курортнику и туристу о Крыме. Краеведческие очерки. -Симферополь: Таврия, 1939.-128с.

71. Смирнов Л.Е. Трехмерное картографирование.-Л.: Изд-во ЛГУ, 1982.

72. Тайлер Д., Уотте Л. и др. Всемирная география в школе и дома.-М.: Росмэн, 1995.

73. Тематическое картографирование: традиции и перспективы (к 90-летию профессора И.П.Заруцкой)/ Под редакцией A.M. Берлянта и А.А.Лютого.-М: Астрея,1998.-136с.

74. Шануров Г. А. Система позиционирования // Компьютерра.- 2000. - №34 (363).

75. Географический атлас мира. Рига «Яна сета». -М.: Росмэн, 1997.

76. Познакомьтесь с Москвой.-М: ПКО «Картография» при участии МИИГАиК, 1991.

77. По Кабардино-Балкарии туристская схема. - М.: ГУГК СССР, 1972.

78. Беларусь-панорамы.- Минск: Квадро граф, 2002.

Aimer A., Stelzl H. Multimedia visualization of geoinformation for tourism regions based on remote sensing data./ Joanneum Research, Institute of Digital Image Processing, Gras, Austria, Symposium on Geospatial Theory, Processing and Applications, Ottawa, 2002. ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) Announcement of Research Opportunity on ASTER Data Use Ver. 2.0/ ERSDAC Earth Remote Sensing Data Analysis Center, 2002.

ATBD-AST-08 algorithm theoretical basis document for ASTER DEM (STANDARD PRODUCT AST 14) ver. 3.0 / revised Harold R. LANG, JPL ROY WELCH. University of Georgia, 1999.

DMA, 1996: Performance Specification Digital Terrain Elevation Data (DTED), MIL-PRF-89020A, Superseding MIL-D-89020,1996.

Falorni G., Vivoni E.R., Teles V. and Bras R.L. Evaluating SRTM elevation products for hydrogeomorphological applications// Geophysical Research/ European Geophysical Society, -2003.-Vol. 5.

Firkowski, H., Carvalho, C.A.P. and Sluter, C.R Regular grid DEM generalization based on

information theory / Universidade Federal do Parana, Brazil/ 21st International

Cartographic Conference (ICC) Durban, South Africa, 2003.

Flamsbanathe flam railway. Bergen: Flam development LTD., 2003.

Goldberg JH, MacEacheren AM & Korval XP Mental image transformation in terrain map

comparison./ Cartographica 29,2:46.59.,1992.

Hermann M. Merging Multiple Digital Elevation Models to Create Seamless Terrain Applied to Maine and the Atlantic Maritimes. College.Maine: Cartographic Designer, University of Maine Canadian-American Center, 2000.

Imhof E. Kartographische Gelandedarstellung. Berlin: Walter de Gruyter and Co., 1965. INDEX (MOD 13). Algorithm theoretical basis document. Version 3 April 30.- 1999. Koch A., Heipke C., Quality Assessment of Digital Surface Models derived from the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM)/ IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium, July 9-13, University of New South Wales, Sydney (Australia), 2001. Map of the National Capital Area. Washington, D.C., Maryland, Virginia / Washington flyer magazine, 2001.

Mapping from ASTER stereo image data: DEM validation and accuracy assessment / Akira Hirano, Roy Welch, Harold Lang// ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57.-2002.

Moody, A., and Strahler, A.H. Characteristics of composited AVHRR data and problems in their classification/ International Journal of Remote Sensing. — 1994.- v. 15, no. 17. - 3,4733,491 p.

94. NATIONAL AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION / Landsat 7. Press Kit, April 1999.

95. Nyomdai es koteszeti munka.Foldunk atlaszt: KOSSUTH NYOMDA RT., Budapest /Copirigth Oxford.- 1999.

96. Performance specification digital terrain elevation data PERFORMANCE (DTED)/ METRIC MIL-PRF-89020B 23 May 2000/SUPERSEDING MIL-PRF-89020A 19 April 1996.

97. Product Description SRTM/PD-03/11/03 SRTM DTED Format Version 1.1.- 2003.

98. Patterson Tom Using Cross-blended Hypsometric Tints for Generalized Environmental Mapping. / U.S. National Park Service.- 2001.

(www, nps доv/carto/si 1 \ retta/i 11 um ination/i ndex.html)

99. Patterson Tom Getting real: Reflecting on the New Look of National Park Service Maps // International Cartographic Association (ICA) Mountain Cartography Workshop Timberline Lodge. Mt. Hood, Oregon, 2002.

100. Qian, H., Wu, F. and Deng, H. New methods to map generalization based on Delaunay triangle net and the survival of the fittest theory / Department of Cartography. Zhengzhou Institute of Surveying and Mapping, China./ 21st International Cartographic Conference (ICC) Durban, South Africa, 2003.

101. Reference Ellipsoids and Geodetic Datum Transformation Parameters (Local to WGS-84)/ NIMA 8350.2 4July 1977 and MADTRAN, 1996.

102. Running, S. W., Loveland, T.R., Pierce, L.L., R.R. Nemani, and Hunt, E.R. A remote sensing based vegetation classification logic for global land cover analysis / Remote Sensing of Environment.- 1995. - v. 51, - p. 3,948-3,952.

103. Silk road of Kyrgyzstan.Bishkek: State Service of Geodesy and Cartography of Kyrgyz Republic, 2002.

104. Stockholm an artistic & unique map-guide to restaurants, shops & entertainment in Stockholm. Includes 3D maps of the city, gamla stan & 2D map of greater Stockholm. Copenhagen: SkyMap Series. Manos Saxonis Ltd., 2002.

105. Suter M., Meuret P., Graf K.C., Niiesch D., Geospecific Textures for Visual Simulation / 9th International Training & Education Conference ITEC, Lausanne, 1998.

106. Verbree, E., M.-J. Kraak, et al. Interaction in virtual world views - linking 3D GIS with VR.// International Journal of Geographical Information Science. -1999.- 13 (4),- p.385-396.

107. vmvt' alpinemapguild com Martin Gamache Mapping the Cordillera Huayhuash Digital Alpine Cartography with Imperfect Data. Digital CartographerAlpine Mapping Guild 1 Kenney St #2, Jamaica Plain, MA 02130 USA, 2002.

httpV/www.reliefshading com

http://memory.loc.gov/ammem/qmdhtml/qmdhome.html - библиотека конгресса США http://www, library, arizona edu/pimeria/welcome.html - библиотека карт 16-19вв. http://www.panorama-map com/Gallery/collectionindex.html - карты-панорамы http://www.maps ethz.ch/imhof engl.html http://www.berann com/maps.html http://www.sovzond.ru/articles/articles.html

http://glcfapp.umiacs.umd.edu.8080/esdi/index.jsp - снимки Landsat

http://geoengine nima mil/geospatial/sw tools/nima muse/webinter/rast roam.html- снимки

Таблица 2.1 Результаты экспертной оценки наглядности картографического изображения (на примере отображения растительности и рельефа)

№ эксперт

критерии

I карта

2 карта

3 карта

4 карта

5 карта

6 карта

7 карта

8карта

£ о д о я

а г. т, о

та 2 й 5

К " ю —

сумма 45 26 49 43 56 31 68 42 61 69 64 47' 55 48 54 46 50 22 57 34 94 102 75 67 134 120 108 118 131 135 127 128

продолжение Таблица 2.1

Таблица 2.2

1 карта 2 карта 3 карта 4 карта 5 карта 6 карта 7 карта 8 карта

критерий 1 1 1,2 1,4 1.2 1,2 2,1 3 2,9

критерий 2 0,6 0,7 1,5 1,1 0,5 2,3 2,6 3

критерий 3 1.1 1.5 1,4 1,2 1,3 1,7 2,4 2,8

критерий 4 1 0,9.1 1 0,8 1.5 2,6 2,8.

Фрагмент туристской карты масштаба 1:250000. Береговая линия показана без введения обводки.

Фрагмент туристской карты масштаба 1:250000. Черное море на основе фотоизображения с космического снимка Landsat 7.

Фрагмент туристской карты масштаба 1:250000. Рельеф и подстилающая поверхность на основе гипсометрической окраски.

Фрагмент туристской карты масштаба 1:250000.

Растительность (лес) на основе разработанной стилизованной текстуры. Подписи названий с введением обводки.

Географическая основа.

Рельеф и подстилающая поверхность - гипсометрия. Растительность (лес) - стилизованная текстура.

"^Г if

Оценка эффективности читаемости подписей на разном фоне (первый этап эксперимента)

Таблица 3.17 Сводная таблица оценки эффективности читаемости подписей

на разном фоне

№ уч-ка Фрагмент карты Количество Эффективность Средняя

масштаба 1 225000 прочитанных названий работы (%) эффективность работы (%)

1 фрагмент карты 11 33

2 без лесных 16 48

3 массивов 11 33

5 15 45 •

14 10 30 38

1 фрагмент карты 9 30

2 с лесным массивом 12 40

14 9 30 31

22 9 • 30

Фрагмент туристской карты масштаба 1:250000. Подписи названий без введения обводки.