Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии в рамках новой модели геоданных AFIS-ALKIS-ATKIS

ВАК РФ 25.00.33, Картография

Автореферат диссертации по теме "Разработка топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии в рамках новой модели геоданных AFIS-ALKIS-ATKIS"

УДК 528.92 На правах рукописи

0034Ь4Чэо

Тайле, Эрик &

РАЗРАБОТКА ТОПОГРАФО-КАРТОГРАФИЧЕСКОГО СЕГМЕНТА ЕДИНОГО ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА ГЕРМАНИИ В РАМКАХ НОВОЙ МОДЕЛИ ГЕОДАННЫХ АИ8-АЬК18-АТК18

25.00.33 - «Картография»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2008

003454496

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Сибирская государственная геодезическая академия» (ГОУ ВПО «СГГА»),

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Лисицкий Дмитрий Витальевич Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Защита диссертации состоится 11 декабря 2008 г. в 10.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.143.01 при Московском государственном университете геодезии и картографии (МИИГАиК) по адресу: 105064, Москва, Гороховский пер., д. 4, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИИГАиК.

Автореферат разослан 10 ноября 2008 г.

Изд. лиц. ЛР № 020461 от 04.03.1997 г Подписано в печать 30.10.2008. Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ. л. 1,45. Уч.-изд. л. 0,95. Тираж 100 экз. Заказ /£)£

Редакционно-издательский отдел СГГА 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 10.

Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА

630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 8.

Ведущая организация -

Жалковский Евгений Александрович; кандидат географических наук, доцент Капралов Евгений Геннадьевич ФГУП «Уралгеоинформ», Екатеринбург

Ученый секретарь диссертационного совета

Б.В. Краснопевцев

Общая характеристика работы

I т 1 ' *

Актуальность темы. Процесс создания государственной инфраструктуры пространственных данных, начатый в Германии в 70-80-х гг. прошлого века, к настоящему времени подошел к принципиально новому этапу. Из-за быстро развивающейся техники компьютерной обработки данных, полученного за это время обширного опыта при регистрации и использовании геоданных, а также изменяющихся требований пользователей в Германии приступили к реализации новой концепции, основанной на интеграции трех, ранее обособленных, информационных систем AFIS, ALKIS и ATKIS и, соответственно, объединении информации по геодезическим сетям, кадастровой и топографической информации.

Таким образом, концепция ААА-системы предусматривает объединение в единую информационную систему следующих систем:

-AFIS (Amtliches Festpunkt-Informationssystem) - официальной информационной системы опорных точек (цифровая документация опорных точек: местоположение, высота, сила тяжести и спутниковых станций (SAPOS));

-ALKIS (Amtliches Liegenschaftskataster-Informationssystem) - официальная информационная система кадастра (цифровая документация кадастра: недвижимое имущество и здания на картах (ALK) и в поземельных книгах (ALB)),

-ATKIS (Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem) -официальная топографо-картографическая информационная система (цифровая документация топографической информации - описание местности различными моделями, включая: цифровые ортофотоснимки - DOP, цифровые модели поверхности Земли -DGM, цифровые модели местности (ландшафта) - DLM и цифровые топографические карты - DTK).

Следует признать большие успехи, достигнутые в результате применения этих перечисленных систем в предыдущие годы, их прогрессивное влияние на становление в Германии геоинформационной индустрии. Созданные по инициативе AdV (Рабочее содружество землемерно-геодезических управлений земель Федеративной Республики Германии), они открыли перспективы для раз-

вития географических информационных систем, так как здесь впервые базовые геоданные структурировались вектором и объектом. Одновременно впервые был введен в масштабах Германии интерфейс для графических базовых геоданных (ЕОВБ), позволяющий выполнять команды: внесение, удаление и изменение геоданных. Была реализована текущая модернизация вторичных массивов данных, предприняты первые попытки к нормированию базовых геоданных, а также предложено введение графических систем на основе неструктурированных векторных данных. Этот опыт дал стимулы к всемирному нормированию в области базовых геоданных.

В то же время созданная информационная структура по мере своего функционирования столкнулась с проявлением ряда проблем:

- три различные системы геоданных из одной программы АёУ (включая несколько информационных систем, которые ведутся на основе ГИС индустрии);

- вследствие этого частично избыточное соотношение геоданных;

- несоответствие сегодняшней концепции банков данных;

- неполное единство в интерфейсах;

- отклонения содержания в деталях и разная семантика.

Способы устранения этих недостатков, конечно же, могли быть разными. Однако, без сомнения, они существовали и продолжают существовать и снова и снова являются поводом для критики. Руководствуясь этими требованиями в многолетней работе, и была разработана новая ААА-модель, которая удовлетворяет всем известным отраслевым схемам. Она породила новую структурность геодезических, кадастровых и топографо-картографических данных и описывает в совокупности все сегодняшние модели.

Переход к новой концепции национальной инфраструктуры пространственных данных (ААА-модель) и новой модели базовых геоданных потребовал решения целого ряда актуальных вопросов, связанных с интеграцией топографо-картографических геоданных, миграцией геоданных из АТК1Б в новую систему АР18-АЬК18-АТК18, изменением технологии составления карт, новыми направлениями использования геоданных и др.

Цель и задача исследования. Целью работы является исследование процессов миграции, интеграции, картографической обработки, использования картографических геоданных и разработка топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии.

Для достижения указанной цели в данной диссертации решались следующие задачи:

- анализ и согласование различных информационных систем для последующей интеграции геоданных;

- разработка методики миграции картографических геоданных из существующей в новую систему;

- разработка методики топографо-картографического обеспечения создания и ведения геоинформационного пространства для условий новой системы;

- исследование и разработка новых направлений использования картографических геоданных АТЮБ.

Объект и предмет исследования. Объектом исследований является использование пространственных геоданных при составлении топографических карт, а предметом исследований является технология составления топографических карт из ЦММ АТК18-Ва5150ЬМ в условиях новой ААА-системы.

Методы исследования. Теоретические и практические исследования выполнялись на основе последних достижений в областях геоинформатики и картографии, цифровых методов составления топографических карт из цифровых моделей местности. При выполнении исследований были использованы модели топографических данных, цифровые модели местности второго и третьего поколения, модели картографических данных, программные средства АЕБ-БЮАО и АгсС18, производственные материалы геодезической службы Земли Бранденбурга.

Научная новизна работы исследований заключается в том, что разработана методика составления топографических карт для условий новой ААА-

системы, основанная на комплексном анализе информационных систем (AFIS, ALKIS и ATKIS) для последующей интеграции геоданных в новой системе. При этом впервые:

- проведены анализ и оценка недостатков старой модели ATK.IS и преимущества новой AAA-системы, особенно в части картографической продукции;

- определены основные картографические геоданные ATKIS-ЦММ, необходимые для составления топографических карт в новых условиях;

- разработана методика миграции картографических геоданных из старой в новую систему, в зависимости от миграции объектов ЦММ;

- разработана методика составления карт для условий новой системы, которая служит основой для программирования картографических функций программного обеспечения универсальной ГИС для регистрации, обработки, а также приема геоданных из других систем и их квалификации (EQK) в условиях Бранденбурга;

- исследованы новые направления использования геоданных ATKIS в рыночных условиях.

Практическое значение работы. Результаты диссертационной работы используются в процессе создания компонентов миграции, введения, регистрации, обработки, квалификации и презентации геоданных AAA-системы, особенно в части создания программного обеспечения для производства топографических карт Земли Бранденбурга.

Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательской работы Земли Бранденбурга по разработке единого геопространства на основе современных и перспективных технологий AAA-проекта (договор с МВД Земли Бранденбурга) в рамках программы e-govemment («электронное государство»).

Теоретическая и практическая ценность работы. Использование результатов выполненных исследований и разработанной методики обеспечивает максимальное использование ранее накопленных геопространственных

данных, позволяет сократить объём и периодичность составления топографических карт и повысить оперативность обработки актуальной информации ЦММ в картографии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований представлены и получили одобрение на следующих научно-технических конференциях и семинарах:

- Международных научно-технических конгрессах «ГЕО-Сибирь» (Новосибирск, 2005,2006, 2007, 2008 гг.);

- Международных научно-технических конгрессах «INTERGEO» (Düsseldorf 2005 г, Miinchen 2006 г., Leipzig 2007 г.);

- Международных научно-технических конгрессах «Kartographentag» (Rostock 2005 г., Wien 2006 г., Leipzig 2007 г.);

- научно-технических семинарах и в трудах «Проблемы практической картографии» (Königslutter am Elm 2002,2004,2006,2007 гг.);

Струю-ура и обьем работы. Диссертация изложена на 171 страницах, содержит 91 рисунок и 5 таблиц, состоит из введения, трех разделов, заключения, списка использованных источников из 60 наименований, а также включает 9 приложений Состав и структура работы:

Введение

1 Анализ ситуации в создании и использовании пространственных информационных систем.

1.1 Базовые геоданные.

1.2 Официальная топографо-картографическая информационная система - Amtliches Topographisch-Kartographisches Infoimationssystem (ATKIS).

1 3 Официальная информационная система недвижимого имущества -Amtliches Liegenschaftskatasterinformationssystem (ALK1S).

1.4 Официальная информационная система опорных пунктов -Amtliches Festpunktinformationssystem (AFIS).

2 Обоснование и разработка новых направлений использования геоданных ATKIS.

2.1 Каталог видов объектов ATKIS.

2.2 Интерфейс для базовых геоданных - Einheitliche DatenBankSchnittstelle (EDBS).

2.3 Интерактивное картографическое составление цифровых топографических карт DTK.

2.4 Непосредственное использование геоданных через интернет-порталы в экономике.

2.5 Новые направления в использовании карт в современных условиях.

3 Разработка методики топографо-картографического обеспечения создания и ведения геоинформационного пространства.

3.1 Анализ недостатков существующей системы ATKIS и обоснование достоинств новой системы AFIS-ALKIS-ATKIS.

3.2 Миграция геоданных в новую систему AFIS-ALKIS-ATKIS.

3.3 Моделирование государственной геоинформации в AFIS-ALKIS-

ATKIS.

3.4 Составление карт в рамках ATKIS-процессов Земли Бранденбурга.

3.5 Специфические функции для картографической обработки.

3.6 Функции для автоматизированной генерализации.

3.7 Особые функции для обработки рельефа.

3.8 Особые функции для издания топографических карт.

3.9 Документация в управлении производством.

Заключение

Основные обозначения и сокращения

Список использованных источников

Приложения

Содержание диссертационной работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются цели и решаемые задачи, научная новизна и практическая значимость полученных результатов

В первом разделе диссертационной работы проведен анализ систем ATKIS, ALKIS и AF1S, выявлены их достоинства и недостатки.

Дано представление (принято и опубликовано в 1989 г. через AdV) и определение ATKIS как базы топографической информации всех тематических информационных систем в области средних и мелких масштабов. ATKIS была направлена на обеспечение единства немецких цифровых топографических базовых геоданных, всех объектов, форм рельефа и поверхности Земли. Эти данные вводятся, накапливаются и выдаются управлениям и частным потребителям за плату в статусе государственной услуги. При этом обеспечивается аутентичность и актуальность данных ATKIS. Сегодня ATKIS - это официальная геоинформационная система землемерно-геодезических управлений Земель Федеративной Республики Германии.

Описание местности производится в различных формах и таким образом выполняются различные требования потребителей. ATKIS поставляет описания поверхности Земли в виде цифровых моделей (таблица 1), базирующихся на объектах местности, картографических объектов - условных знаков и снимков.

Таким образом, ATKIS предоставляет описания поверхности Земли в следующих моделях:

- цифровые ортофотоснимки - Digitale Orthophotos (DOP);

- цифровые модели земной поверхности - Digitale Geländemodelle (DGM);

- цифровые модели местности - Digitale Landschaftsmodelle (DLM),

- цифровые топографические карты - Digitale Topographische Karten (DTK).

Таблица 1 - Геометрическая точность, число видов объектов, источник данных и ответственность за цифровые модели местности

Геометр, точность Число видов объектов / атрибутов Источник данных Ответстве нность

Basis-DLM/1 + 3-10 m 68/39 кадастровые планы, ортофотоснимки, ТК.10, ТК25, топографическая информационная служба Управления геодезии и картографии Земель

Basts-DLM/2 112/74

Basis-DLM/3 130/95

DLM50 ± 12 m 112/56 Вщи-И-М

DLM250 ± 40 m 95/70 ТОК200 / .100250 Управление картографии и геодезии во Франкфурте-на-Майне

DLM1000 ± 150 m 70/55 1Ж500

ALKIS, официальная информационная система недвижимого имущества, совмещает составные части кадастра - цифровую карту недвижимости (ALK) и цифровую книгу недвижимости (ALB) в единой ГИС с режимом интегрированного моделирования. Все кадастровые и правовые элементы (участки, здания, владельцы и т. п.) отражаются в ALKIS в объектном виде. ALKIS даёт возможность ввести базовые геоданные кадастра безызбыточно, безмасштабно и без разграфки (т. е. не на основе отдельных планшетов, а единым слитным массивом). Из-за дополнительного накопления мета- и качественных данных заказчики могут заранее оценить пригодность геоданных для их целей.

Так как все базовые геоданные кадастра сводят в одну ГИС, в будущем будет возможно комплексно отбирать пространственные, содержательные и исторические положения. При создании ALKIS AdV преследует много целей, которые сильно ориентированы на желания заказчиков и на создание лучших информационных продуктов. В итоге нужно подчеркнуть, что изменения методов ALB и ALK через ALKIS охватывает больше чем только смену моделей геоданных. Речь идёт о необходимом и дорогостоящим процессе с огромным внешним и внутренним действием.

AFIS - официальная информационная система опорных точек, в которой » вся информация опорных точек переведена в цифровую форму. В новой системе существуют единые правила накопления информации всех опорных точек, единое содержание и структура. AFIS очень просто структурирована и состоит из каталогов объектов и каталога изданий. Всего существуют семь видов объектов, например:

- опорные геодезические пункты положения (топографические пункты);

- опорные точки высот;

- опорные точки силы тяжести.

Дополнительно в AFIS включаются сообщения о спутниковых референц-станциях SAPOS по двум видам объектов:

- референц-станций;

- опорные точки основой сети.

SAPOS - это совместный проект геодезических управлений всех Земель Германии, обеспечивающий для всех потребителей актуальное и официальное пространственное положение пунктов с помощью современной техники. Этот сервис имеется в распоряжении с высокой надёжностью по всей территории страны и состоит из трех разделов с различными свойствами.

Цифровые данные передаются, как и все данные в AAA-проекте, через интерфейс NAS. Вся информация детально описана в официальной документации для представления геоинформации (GeoInfoDok).

Второй раздел посвящен обоснованию и разработке новых направлений использования геоданных ATKIS. Определяющей чертой всех моделей местности является их объектное моделирование, предполагающее структурирование местности по объектам по каталогу видов объектов ATKIS (ATKIS-ObjektartenkataJog - ATKIS-OK). Каталог имеет задачу классифицировать формы проявления и состава местности (объекты местности) с топографической точки зрения и таким образом устанавливать содержание модели местности, а также предоставлять инструкции для моделирования содержания объектов при создании цифровых моделей местности (рисунок 1).

Objektbereiche - главные объектные группы

2000 3000 4000 5000 6000 7000

Siedlung Verkehr Vegetation Gewässer Relief Gebiete

поселение транспорт растительность водоем рельеф территория

iL

Objektgruppen - объектные группы

3100 Straßenverkehr дорожное движение 3200 Schienenverkehr железнодорожный транспорт 3300 Flugverkehr воздушный транспорт 3400 Schiffsverkehr судоходство

v_

Objektart - виды объектов

3101 3102 3103

Straße Weg Platz

улица, дорога путь площадь

шоссе

L Objekttyp / тип объекта

GN Geographischer Name / географическое название J KN Kurzbezeichnung / краткое название

Attribute 3101 Straße / атрибуты 3101 - улица, дорога, шоссе

BDI Verkehrsbedeutung / значение транспорта

BRF Breite der Fahrbahn / ширина проезжей части

BRV Breite des Verkehrsweges / ширина пути движения

FKT Funktion / функция

FSZ Anzahl der Fahrstreifen / ширина полосы движения

IBD Internationale Bedeutung / международное значение

WDM Widmung / принадлежность

ZUS Zustand / состояние

Attributwerte / атрибутные значения

WDM Widmung / принадлежность 1301 Bundesautobahn /автострада, находящаяся в ведении Федерации 1303 Bundesstraße / дорога, находящаяся в ведении Федерации

1305 Landes- / Staatsstraße / дорога, находящаяся в ведении Земель

1306 Kreisstraße / дорога, находящаяся в ведении районов

1307 Gemeindestraße / дорога, находящаяся в ведении общины 9997 Attribut trifft nicht zu / атрибут не определен

9999 Sonstige / прочее

Рисунок 1 — Моделирование вида объекта 3101 - улица, дорога, шоссе

Кратко перечисляются недостатки старого интерфейса для базовых геоданных EDBS. Затем подробно рассмотрено интерактивное картографическое составление цифровых топографических карт DTK из цифровой базовой модели местности Basis-DLM. Создание цифровых топографических карт DTK непосредственно из цифровой базовой модели местности Basis-DLM включает два крупных процесса:

- автоматическое формирование графических изображений по геометрическим и атрибутивным данным и заданным параметрам условных обозначений с получением первичного картографического отображения («сырая презентация»);

- интерактивная картографическая доработка первичного отображения.

При составлении топографических карт из модели Basis-DLM полное содержание информации о местности показать невозможно, так как модель содержит больше информации, чем можно отобразить на карте. Кроме того, имеется в виду возможность получения полной информации из других баз данных (рисунок 2).

По этим соображениям для картографического отображения берётся основное содержание Ва51з-ОЬМ. Для улучшения читаемости картографического изображения применяются разгрузка ситуации и новые подходы к оформлению карт на основе новых условных знаков, которые включены в каталог условных знаков АТЮЭ-БК. Этот каталог является важнейшей составляющей частью при составлении топографических карт и даёт современное графическое описание местности. Привычные мелкие условные знаки заменяются более крупными, чёткими, производится разгрузка картографических элементов.

Вместо условных сокращений для характеристики функций зданий используются символы, например: больниц, станций пожарных команд, посадочных площадок вертолётов, автостоянок, многоярусных стоянок, подземных гаражей и др. Различными цветовыми гаммами производится дифференцирование участков земной поверхности.

Исходными данными для создания топографических карт являются обновленные векторные данные ВаэЬ-ОЬМ, основанные на каталоге видов объектов АТК18-ОК, геометрические данные зданий, рельефа и различные дополнительные данные.

Далее проанализировано, как геоданные могут содействовать своему более широкому распространению и как пользователи получат большую ценность от их применения по сравнению с прежними продуктами. Во всём мире расходы на производство данных оплачиваются большей частью государством. При этом оно ограничивается производством и предоставлением базовых геоданных, покрывающих всё площадь государства, актуальных и с единым качеством. Это инфраструктурное мероприятие является, как и многие другие, не коммерческим делом, а принадлежит к деятельности, обеспечивающей существование государства.

Появление ценности основано на переработке этих базовых геоданных в востребованные клиентами и ориентированные на решения их задач информационные продукты. Эта созданная ценность является делом частного предпринимателя. Но сегодня существует большое разнообразие различных массивов данных и форм визуализации, которые должны удовлетворять самым различным требованиям экономики и управления.

В работе рассмотрены следующие моменты непосредственного использования в экономике геоданных через Интернет-порталы:

1) когда пользователь геоданных сам не может решить проблему, он нуждается в чьей либо помощи (с получением геоданных или с помощью службы геоданных через Интернет);

2) эти службы должны быть оплачиваемыми и содержать бесплатные или платные геоданные;

3) эти службы позволяют целесообразно комбинировать различные данные для указанных целей;

4) необходимые данные нужно найти;

5) найденные данные должны иметь подходящие свойства;

6) найденные данные пользователь должен получить.

В процессе исследований был поставлен вопрос: «Сможет ли карта оставаться такой, какая она есть в настоящее время?». Примерно 80 % всех решений принимаются с использованием пространственных данных. Если их используют в графическом виде, то подготовка принятия решения становится лучше, причины более понятны и принятое решение проще объяснить. К сожалению, геоданные используются далеко не везде, где применение возможно и рационально. С нашей точки зрения трудно себе представить реализацию пространственных проектов без применения геоданных.

Карты на экранах во многом отличаются от карт на бумаге или пластике. Они подлежат специфическим ограничениям, например, разрешающая способность и формат экрана. От них зависят условные знаки и возможности составления карт. Требуются другие, новые условные знаки, существуют возможности введения функций и создания изображений, которых на бумаге нет, например, интерактивность или размытость. Составление таких карт должно соответствовать требованиям времени и ориентироваться на новые условия.

Разнообразие картографических изображений на экране охватывает все стандартные топографические и тематические карты. Все теснее связаны с картами такие изображения, как абстрактные картограммы и натуралистические

мультимедийные изображения. Благодаря мультимедийной и Интернет-технике, картографические изображения становятся всё значительнее.

Значительное различие между картами на экране и на бумаге состоит в разных возможностях накопления и изображения информации. Из-за этого экранная карта приобретает всё большие возможности для изображений и дополнительную ценность для пользователей. Она привносит следующие преимущества:

- более легкий и доступный процесс интерактивного создания карты, что например, вызывает интерес пользователей; из-за этого карты становятся эффективным средством образования и рекламы;

- индивидуальный подход к оформлению карт, чтобы пользователь лучше воспринимал бы для собственной потребности релевантную информацию (например, через перспективную проекцию, отборное размещение шрифтов и/или дифференцированную генерализацию);

- толерантность к высокой геометрической точности без передачи искажения пространства пользователю;

- условные знаки могут передавать дополнительную информацию, связанную с объектами;

- применение дополнительных переменных, например, «размытость», для классификации условных обозначений (часы открытая музеев, визуализация качеств данных, разница между релевантной и нерелевантной информациями и т. д.).

В новых условиях оформление карт становится одним из важнейших процессов при создании картографических продуктов из абстрактной геоинформации, накопленной в базах данных. Определяющим фактором для картографического оформления должен быть в первую очередь пользователь со своими потребностями и с ориентацией на его деятельность.

Третий раздел посвящен разработке методики составления топографических карт для условий новой ААА-системы, созданию топографо-картогра-фического сегмента единого геоинформационного пространства и выделения АТК15-процессов при составлении новых топографических карт Земли Бран-денбурга.

Исходя из сегодняшнего положения в основу разрабатываемой методики положена концептуальная модель новой АР18-АЬК18-АТК18-системы, которая объединяет ранее обособленные информационные системы в единую ГИС и служит базовой системой государственной геоинформации (рисунок 3).

Рисунок 3 - Концептуальная модель «АР18-АЬК18-АТК15»

Впервые проанализированы недостатки старой системы ATKIS в сопоставлении с такими достоинствами и преимуществами новой AFIS-ALKIS-ATKIS-модели, как например:

- единое ведение и предоставление базовой геоинформации во всей Германии;

- возможность сбора геоданных только один раз и их взаимозаменяемость;

- единое объектно-ориентированное моделирование данных и их объектно-структурированное введение;

- вертикальная и горизонтальная интеграция базовых геоданных кадастра, геодезии и картографии;

- поставки базовой геоинформации в соответствии с интересами заказчиков;

- учёт и обеспечение возможности международной обработки геоданных за счет использования признанных международных норм и стандартов (OGC, ISO);

- введение и использование ALKIS, ATKIS и AFIS в едином пространстве технического и программного обеспечения;

- единый интерфейс (NAS);

- актуализация составных данных потребителей;

- введение мета- и качественных данных.

Для того чтобы все содержание цифровой модели местности и топографических карт не собиралось заново, нужно как можно больше базовой информации переносить в новую модель. Для этого была разработана таблица, в которой определены правила миграции каждого вида объектов и атрибутов, а сам процесс миграции геоданных и компоненты новой модели принципиально представлены на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема процесса миграции геоданных

Центральной частью диссертационной работы является разработка АТК18-процессов Земли Бранденбурга и, в первую очередь, процессов миграции геоданных и картографической обработки ОТКЮ (рисунок 5). В результате разработки создана методика топографо-картографического обеспечения создания и ведения геоинформационного пространства. Эта методика служит основой для программирования процессов, так как содержит последовательное описание операций топографической и картографической обработки модели местности и топографических карт. Они передаются в форме «обязательной тетради» частными фирмами для превращения в новое программное обеспечение. Здесь описываются самые главные картографические аспекты, которые необходимы для обработки топографических карт в новой ААА-модели. Эта работа была выполнена на примере будущего производства ЭТКЛО.

Отдельные технические процессы представлены в виде технических и технологических требований к выполнению работ. При этом из анализа сегодняшних технологических процессов выводятся требования к обработке в условиях новой ААА-системы. Для каждого из предлагающих процессов разработаны функции и написаны правила для картографов, которые также для предусмотрены и для программистов. В диссертации приведены многочисленные графические образцы к функциям.

Рисунок 5 - Схема описания АТКДБ-процессов

В дальнейшем предлагается, какими методами и каким программным обеспечением выполняются вышеописанные процессы (например ААА-редактор, AAA-модуль вычерчивания, интерактивная обработка, составление таблицы и пр.) и указывается, какие процессы должны быть уже выполненными для начала дальнейшего процесса и каким видом презентации данные должны в этом же процессе впервые представляться. Кроме того, для каждого процесса дается информация о метаданных.

Составление цифровых топографических карт DTK является основной задачей для картографов при разработке новой технологии в сфере ATKIS. При этом технологический процесс «обработка DTK10» учитывает актуализацию (через регулярные промежутки времени и внеочередную) базовой модели местности Basis-DLM и все технологические шаги картографического процесса издания карт DTK 10. Из-за возникшей совсем новой возможности совместной обработки базовой модели местности и цифровых топографических карт в одной системе базовых данных при обновлении здесь же разрешают некоторые конфликты отображения DTK10.

Работа картографов концентрируется на обработке картографическо-презентационных и геометрических объектов и имеющихся в распоряжении шрифтов (рисунок 6). Кроме того, выполняется все оформление листов топографических карт: рамки, координаты, титулы, включая схему расположения листов карт, схему административных границ. В конце процесса обработки вычисляют растровые данные участков 2x2 км2 и передают их в архив и на продажу (рисунок 7). Структура этих данных, т. е. структура и название растровых слоев, установлены во всей Германии техническими регуляторами AdV.

Кроме того, все картографические изменения оформления листов сохраняются в векторном виде в AAA-EQK - универсальной ГИС для регистрации и обработки геоданных, так как невозможно передать эти данные без разграфки и без объектной структуры в AAA-DHK - компонент введения геоданных - для сбора, накопления и передачи геоданных.

а В« 8и Öffentliche 1 nicht öffentliche Gebäude • жилые / административные здания

ша щ Öflenttiches / nicht öffentliches Hochhaus • церкви

+ &<тц О feuä Kirchen « часовни

+ Kapelle • больницы

ш Krankenhaus / Sanatorium 0 милиция

ffl ÍÍ3 Poli?ei / Feuerwehr e пожарные станции

О ® Parkhaus / Tiefgarage • подземные гаражи

ы Hallenbad • бассейны

Schutzhülle/Jugendherberge © туристская база

Gewächshäuser • пасеки

Рисунок б - Условные знаки (выбор)

Рисунок 7 - Административные здания (больницы, школа)

Основные выводы и результаты работы. Представленная диссертационная работа содержит следующие результаты научных исследований и разработок автора, сконцентрированных на процессах миграции, интеграции, картографической обработки, использования картографических геоданных и разработки нового топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии.

Schufé.

1. На основе выполненного обобщения, анализа и систематизации знаний об обособленно функционирующих информационных системах AF1S, ALKIS и ATK.IS и принципов новой системы национальной инфраструктуры пространственных данных (ААА-систсма) сформулирована концепция построения нового топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии.

2. Выявлены недостатки старой модели ATKIS и преимущества новой AAA-системы, в основном с точки зрения создания картографической продукции, что позволяет оптимизировать технологический процесс получения и преобразования топографических и кадастровых данных в картографическую форму.

3. Определены основные картографические геоданные ATKIS-ЦММ, необходимые для составления топографических карт в новых условиях, что обеспечивает оптимальный отбор геоданных для миграции в новую систему.

4. Разработана методика миграции картографических геоданных из старой в новую систему, в зависимости от миграции объектов ЦММ, что позволяет максимально полно использовать геоданные, имеющиеся в существующей сегодня системе.

5. Из анализа сегодняшних технологических процессов выведены технические и технологические требования к выполнению картосоставительских работ в условиях новой AAA-системы, представленные в виде функций, правил и графических образцов, ориентированные на картографов и программистов.

6. Разработана методика составления топографических карт для условий новой системы, которая служит основой для программирования картографических функций программного обеспечения универсальной ГИС для регистрации, обработки а также приема геоданных из других систем и их квалификации (EQK) в условиях Земли Бранденбурга.

7. Обоснованы новые направления использования картографических геоданных ATKIS в рыночных условиях, что является основой для конкретных рекомендаций по более широкому использованию картографических материалов в геоинфраструктурах, в том числе и через Интернет.

Таким образом, поставленная цель диссертационной работы достигнута, а предусматриваемые ею задачи реализованы.

Результаты диссертационной работы используются в процессе создания компонентов миграции, введения, регистрации, обработки, квалификации и презентации картографических геоданных ААА-системы, особенно с точки зрения создания программного обеспечения для производства топографических карт. Использование разработанной методики составления карт позволяет сократить объём и периодичность составления топографических карт и повысить оперативность обработки актуальной информации ЦММ в картографии.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 10 научно-технических работах:

1 Тайле, Эрик. Концепция и базовые принципы создания и функционирования системы геоинформации AFIS-ALKIS-ATKIS / Эрик Тайле // Геодезия и картография. - 2007. - № 9, - С. 46-51.

2 Theile, Erik - Ableitung Digitaler Topographischer Karten aus dem ATKIS-Basis-DLM im Land Brandenburg, Ministerium des Innern des Landes Brandenburg. Vermessung Brandenburg Nr. 2/2002. S. 47-60.

3 Тайле, Эрик. Технология составления цифровых топографических карт на LGB / Эрик Тайле // Современные проблемы геодезии и оптики: сб. материалов Ll!i междунар. научно-техн. конф., посвящ. 70-летию СГГА. Ч. III. - Новосибирск: СГГА, 2003. - С. 140-143.

4 Тайле, Эрик. Задачи создания карт на основе топографической цифровой модели ландшафта ATKIS в стране Бранденбург / Эрик Тайле // Современные проблемы геодезии и оптики: сб. материалов LIII междунар. научно-техн. конф., посвящ. 70-летию СГГА. Ч. III. - Новосибирск: СГГА, 2003. - С. 144-146.

5 Тайле, Эрик. Интерактивная картографическая обработка цифровых топографических карт / Эрик Тайле // Современные проблемы геодезии и оптики: сб. материалов LIII междунар. научно-техн. конф., посвящ. 70-летию СГГА. Ч. III. - Новосибирск: СГГА, 2003. - С. 162-170.

6 Тайле, Эрик. Геоданные и их ценность / Эрик Тайле // ГЕО-Сибирь-2005. Т. 4. Геоинформатика: сб. материалов научн. конгр. «ГЕС>-Сибирь-2005», 25-29 апр. 2005 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2005. - С. 51-58.

7 Тайле, Эрик Карта - сможет ли она оставаться такой, как она есть? / Эрик Тайле // ГЕО-Сибирь-2005. Т. 4. Геоинформатика: сб. материалов научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2005», 25-29 апр. 2005 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2005.-С. 58-62.

8 Тайле, Эрик. Новый метод совместной обработки топографической модели ландшафта и топографических арт в новой модели геоданных в Германии / Эрик Тайле // ГЕО-Сибирь-2006. Т. 1.4. 1. Геодезия, геоинорматика, картография, маркшейдерия: сб. материалов междунар. научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2006», 24-28 апр 2006 г, Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2006. - С. 28-33.

9 Тайле, Эрик. Новые картографические направления в Германии. Преимущества использования ААА-системы / Эрик Тайле // ГЕО-Сибирь-2007. Т. 1. Ч. 1. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия: сб. материалов III междунар научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2007», 25-27 апр. 2007 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2007. - С. 207-216.

10 Тайле, Эрик. Моделирование государственной геоинформации в AFIS-ALKIS-ATKIS для современной геоинфраструктуры Германии / Эрик Тайле // ГЕО-Сибирь-2008. Т. 1. Ч. 2. Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия: сб. материалов IV междунар научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2008», 22-24 апр. 2008 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2008. - С. 213-221.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Тайле, Эрик

Введение.1.

1. АНАЛИЗ СИТУАЦИИ В СОЗДАНИИ И ИСПОЛЬЗОВАНИИ

ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ.

1.1 Базовые геоданные.

1.2 Официальная топографо-картографическая информационная система - Amtliclies Topographisch-Kartographisches Informationssystem

ATKIS).

1.2.1 Устройство ATKIS.

1.2.2 Цифровые ортофотоснимки - Digitale Orthofotos (DOP).

1.2.3 Цифровые модели земной поверхности ~ Digitale

Gelandemodelle (DGM).

1.2.3.1 Цифровая модель земной поверхности 5 - (DGM5)

1.2.3.2 Цифровая модель земной поверхности 25 -(DGM25).

1.2.3.3 Цифровая модель земной поверхности 50 -(DGM50).

1.2.3.4 Цифровая модель земной поверхности Германии -(DGM-D).

1.2.3.5 Цифровая модель земной поверхности 250 -(DGM250).

1.2.3.6 Цифровая модель земной поверхности 1000 -(DGM1000).

1.2.4 Цифровая модель местности - Digitale Landschaftsmodelle

DLM).

1.2.4.1 Цифровая базовая модель местности (Basis-DLM).

1.2.4.2 Цифровая модель местности 1 : 50 000 (DLM50).

1.2.4.3 Цифровая модель местности 1 : 250 000 (DLM250)

1.2.4.4 Цифровая модель местности 1 : 1 000 000 (DLM1000).

1.2.5 Цифровые топографические карты - Digitale

Topographische Karten (DTK).

1.2.5.1 Цифровая топографическая карта 1 : 10 000 (DTK10).

1.2.5.2 Цифровая топографическая карта 1 : 25 000 (DTK25).

1.2.5.3 Цифровая топографическая карта 1 : 50 000 (DTK50).

1.2.5.4 Цифровая топографическая карта 1 : 100 000 (DTK100).

1.2.5.5 Цифровая топографическая карта 1 : 250 000 (DTK250).

1.2.5.6 Цифровая топографическая карта 1 : 1 000 000 (DTK1000).

1.3 Официальная информационная система недвижимого имущества (ALKIS - Amtliches Liegenschaftskatasterinformationssystem).

1.3.1 Кадастр недвижимости.

1.3.2 Цифровая карта недвижимости (ALK).

1.3.3 Цифровая книга недвижимости 46 (ALB).

1.4 Официальная информационная система опорных пунктов -Amtliches Festpunktinformationssystem (AFIS).

1.4.1 Опорные геодезические пункты положения - Lagefestpunkt (LFP).

1.4.2 Опорные пункты высот - Hohenfestpunkte (HFP).

1.4.3 Опорные точки тяжести - Schwerefestpunkte (SFP).

1.4.4 Служба спутникового позиционирования государственного геодезического управления - Satellitenpositionierungsdienst (SAPOS).

1.4.4.1 SA/YAV-EPS Позиционирование в режиме реального времени (EPS - Echtzeit Positionierungs-Service).

1.4.4.2 SAPOS-HEPS Высокоточное позиционирование в режиме реального времени (HEPS -Hochpraziser Echtzeit Positionierungs-Service).

1.4.4.3 SAPOS-GPPS/ GHPS Геодезически точное и высокоточное позиционирование. (GPPS Geodatischer Postprocessing Positionierungs-Service).

1.4.5 Опорные точки основой сети - Geodatische Grundnetzpunkte (GGP)."'

1.4.6 Опорные точки референц-станции - Referenzstationspunkt (RSP).

2. ОБОСНОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА НОВЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГЕО ДАННЫХ ATKIS.

2.1 Каталог видов объектов ATKIS (ATKIS feature types catalogue).

2.2 Интерфейс для базовых геоданных - Einheitliche DatenBankSchnittstelle (EDBS).

2.3 Интерактивное картографическое составление цифровых топографических карт (DTK - Digitale Topographische Karten).

2.3.1 Исходные данные Basis-DLM.

2.3.2 Исходные данные о зданиях.

2.3.3 Исходные данные рельефа.

2.3.4 Дополнительная информация.

2.3.5 Интерактивная картографическая обработка DTK.

2.3.6 Издание данных и их архивирование.

2.4 Непосредственное использование геоданных в экономике.

2.4.1 Сегодняшняя ценность геоданных.

2.4.2 Подходящие данные с подходящими свойствами.

2.4.3 Разрешенный доступ к данным.

2.4.4 Нахождение геоданных в Интернете.

2.4.5 Комбинация различных данных для соответствующей цели использования.

2.4.6 Подлежащие оплате службы геоданных и сами ге о данные.

2.4.7 Помощь специалистами.

2.4.8 Осознание пользы геоданных.

2.5 Новые направления в использовании карт в современных условиях

2.5.1 Компьютерные карты.

2.5.2 Издание в среде средств информации - CROSS - MEDIA -PUBLISHING.

2.5.3 Множество картографических изображений на экране.

2.5.4 Использование и оформление карт.

3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ТОПОГРАФО-КАРТОГРАФИЧЕСКОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ СОЗДАНИЯ И ВЕДЕНИЯ

ГЕОИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА.

3.1 Анализ недостатков существующей системы ATKIS и обоснование достоинств новой системы AFIS-ALKIS-ATKIS.

3.1.1 Преимущества новой AAA-модели.

3.1.2 Преимущества новой AAA-модели для ATKIS.

3.2 Миграция геоданных в новую систему AFIS-ALKIS-ATKIS.

3.2.1 Установка миграции.

3.2.2 Компоненты новой AAA-модели.!.

3.3 Моделирование государственной геоинформации в AFIS-ALKIS-ATKIS

3.3.1 Исходное положение, мотивация и цели.

3.3.2 Концептуальная модель AFIS-ALKIS-ATKIS.

3.3.3 AFIS-ALKIS-ATKIS - схема применения.

3.3.4 AFIS-ALKIS-ATKIS-базовая схема.

3.3.5 Специальная тематическая схема AFIS-ALKIS-ATKIS.

3.3.6 Использование базовой схемы как основы для любых спецсхем.

3.3.7 Единый нормированный интерфейс NAS.

3.3.8 Построение и содержание GeoInfoDok.

3.3.9 Основное наличие геоданных, каталоги объектов.

3.3.10 Значение базовой схемы для построения геоинфраструктуры.

3.3.11 Особенности технологии составления картографической продукции.

3.4 Составление карт в рамках ATKIS-процессов Земли Бранденбурга

3.4.1 Технологическая обработка цифровой топографической карты 1 : 10 000 в новой AAA-модели.

3.4.2 Регулярное обновление цифровых топографических карт DTK10.

3.4.3 Выбор программы картографической обработки.

3.4.4 Образование картографических геометрических объектов при изменении DLM-объектов.

3.4.5 Особые функции для обработки картографических презентационных объектов.

3.4.6 Функции для интерактивной обработки картографических презентационных объектов.

3.4.7 Обработка надписей.

3.4.8 Основные функции для обработки соотношении между оригинальными объектами модели местности и соответственными картографическими геометрическими и презентационными объектами.

3.4.9 Удаление картографических геометрических объектов.

3.4.10 Функции для интерактивной обработки картографических геометрических объектов.

3.5 Особые функции для картографической обработки.

3.5.1 Картографическое размещение просветов между шрифтами и условными знаками.

3.5.2 Отображение концов, пересечений дорог и уличных въездов.

3.6 Функции для автоматизированной генерализации.

3.6.1 Нахождение и решение проблем смещения знаков и шрифтов.

3.6.2 Генерализация зданий.

3.6.3 Применение программы PUSH для решения конфликтов отображения.;.

3.7 Особые функции для обработки рельефа.

3.7.1 Обработка горизонтали.

3.7.2 Изменения эквидистанции.

3.7.3 Цифровые подписи горизонталей.

3.8 Особые функции для издания топографических карт.

3.8.1 Зарамочное оформление.

3.8.2 Автоматизированное вычисление стандартного расположения.

3.8.3 Интерактивная обработка титульного листа.

3.8.4 Интерактивная обработка схемы расположения прилегающих листов топографических карт.

3.8.5 Интерктивная обработка схемы политико-административного деления.

3.8.6 Интерактивная обработка рамки топографической карты.

3.8.7 Сбор данных для рамки и титула.

3.9 Документация в управлении производством.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии в рамках новой модели геоданных AFIS-ALKIS-ATKIS"

Актуальность темы. Процесс создания государственной инфраструктуры пространственных данных, начатый в Германии в 70-ых -80-ых годах прошлого века, к настоящему времени подошел к принципиально новому этапу. Из-за быстро развивающейся техники компьютерной обработки данных, полученного за это время обширного опыта при регистрации и использовании геоданных, а также изменяющихся требований пользователей, в Германии приступили к реализации новой концепции, основанной на интеграции трех, ранее обособленных, информационных систем AFIS, ALKIS и ATKIS и, соответственно, объединении информации по геодезическим сетям, кадастровой и топографической информации.

Таким образом, концепция AAA - системы предусматривает объединение в единую информационную систему следующих систем:

AFIS (Amtliches Festpunkt-Informationssystem) - официальной информационной системы опорных точек (цифровая документация опорных точек: местоположение, высота, сила тяжести) и спутниковых станций (SAPOS);

ALKIS (Amtliches Liegenschaftskataster-Informationssystem) -официальная информационная система кадастра (цифровая документация кадастра: недвижимое имущество и здания на картах (ALK) и в поземельных книгах (ALB)),

ATKIS (Amtliches Topographisch-Kartographisches

Informationssystem) - официальная топографо-картографическая информационная система (цифровая документация топографической информации -описание местности различными моделями, включая: цифровые ортофо-тоснимки - DOP, цифровые модели поверхности Земли - DGM, цифровые модели местности (ландшафта) - DLM и цифровые топографические карты - DTK).

Следует признать большие успехи, достигнутые в результате применения этих перечисленных систем в предыдущие годы, их прогрессивное влияние на становление в Германии геоинформационной индустрии. Созданные по инициативе AdV (Рабочее содружество землемерно-геодезических управлений земель Федеративной Республики Германии), они открыли перспективы для развития географических информационных систем, так как здесь впервые базовые геоданные структурировались вектором и объектом. Одновременно, впервые был введен в масштабах Германии интерфейс для графических базовых геоданных (EDBS), позволяющий выполнять команды: внесение, удаление и изменение геоданных. Была реализована текущая модернизация вторичных массивов данных, предприняты первые попытки к нормированию базовых геоданных а также предложено введение графических систем на основе неструктурированных векторных данных. Этот опыт дал стимулы к всемирному нормированию в области базовых геоданных.

В то же время созданная информационная структура по мере своего функционирования столкнулась с проявлением ряда проблем: три различные системы геоданных из одной программы AdV (включая несколько информационных систем, которые ведутся на основе ГИС индустрии); вследствие этого частично избыточное соотношение геоданных; несоответствие сегодняшней концепции банков данных; неполное единство в интерфейсах; отклонения содержания в деталях и разная семантика.

Способы устранения этих недостатков, конечно же, могли быть разными. Однако, без сомнения, они существовали и продолжают существовать и снова и снова являются поводом для критики. Руководствуясь этими требованиями в многолетней работе, была разработана новая AAA - модель, которая удовлетворяет всем известным отраслевым схемам. Она породила новую структурность геодезических, кадастровых и топографо-картографических данных и описывает в совокупности все сегодняшние модели.

Переход к новой концепции национальной инфраструктуры про/ странственных данных (AAA - модель) и новой модели базовых геоданных потребовал решения целого ряда актуальных вопросов, связанных с интеграцией топографо-картографических геоданных, миграцией геоданных из ATKIS в новую систему AFIS-ALKIS-ATKIS, изменением технологии составления карт, новыми направлениями использования картографических геоданных и др.

Цели и решаемые задачи. Целью работы является исследование процессов миграции, интеграции, картографической обработки, использования картографических геоданных и разработка топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии.

Для достижения указанной цели в данной диссертации решались следующие задачи: анализ и согласование различных информационных систем для последующей интеграции геоданных; разработка методики миграции картографических геоданных из существующей в новую систему; разработка методики топографо-картографического обеспечения создания и ведения геоинформационного пространства для условий новой системы; исследование и разработка новых направлений использования картографических геоданных ATKIS.

Объект и предмет исследования. Объектом исследований является использование пространственных геоданных при составлении топографических карт, а предметом исследований является технология составления топографических карт из ЦММ ATKIS-BasisDLM в условиях новой ААА-системы.

Методы исследования. Теоретические и практические исследования выполнялись на основе последних достижений в областях геоинформатики и картографии, цифровых методов составления топографических карт из цифровых моделей местности. При выполнении исследований были использованы модели топографических данных, цифровые модели местности второго и третьего поколения, модели картографических данных, программные средства AED-SICAD и ArcGIS, производственные материалы геодезической службы Земли Бранденбурга.

Научная новизна работы исследований заключается в том, что разработана методика составления топографических карт для условий новой AAA-системы, основанная на комплексном анализе информационных систем (AFIS, ALKIS и ATKIS) для последующей интеграции геоданных в новой системе. При этом впервые: проведены анализ и оценка недостатков старой модели ATKIS и преимущества новой AAA-системы, особенно в части картографической продукции; определены основные картографические геоданные ATKIS-ЦММ, необходимые для составления топографических карт в новых условиях; разработана методика миграции картографических геоданных из старой в новую систему, в зависимости от миграции объектов ЦММ; разработана методика составления топографических карт для условий новой системы, которая служит основой для программирования картографических функций программного обеспечения универсальной ГИС для регистрации, обработки, а также приема геоданных из других систем и их квалификации (EQK) в условиях Бранденбурга; исследованы новые направления использования картографических геоданных ATKIS в рыночных условиях.

Практическое значение работы. Результаты диссертационной работы используются в процессе создания компонентов миграции, введения, регистрации, обработки, квалификации и презентации геоданных ААА-системы, особенно в части создания программного обеспечения для производства топографических карт Земли Бранденбурга.

Диссертация выполнена в рамках научно-исследовательской работы Земли Бранденбурга по разработке единого геопространства на основе современных и перспективных технологий AAA-проекта (договор с МВД Земли Бранденбурга) в рамках программы e-government («электронное государство»).

Теоретическая и практическая ценность работы. Использование результатов выполненных исследований и разработанной методики обеспечивает максимальное использование ранее накопленных геопространственных данных, позволяет сократить объём и периодичность составления топографических карт и повысить оперативность обработки актуальной информации ЦММ в картографии.

Заключение Диссертация по теме "Картография", Тайле, Эрик

Заключение

Представленная диссертационная работа содержит следующие результаты научных исследований и разработок автора, направленных на исследование процессов миграции, интеграции, картографической обработки, использования картографических геоданных и разработку нового топо-графо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии.

1. На основе выполненного обобщения, анализа и систематизации знаний об обособленно функционирующих информационных системах AFIS, ALKIS и ATKIS и принципов новой системы национальной инфраструктуры пространственных данных (AAA - система) сформулирована концепция построения нового топографо-картографического сегмента единого геоинформационного пространства Германии.

2. Выявлены недостатки старой модели ATKIS и преимущества новой AAA-системы, преимущественно с точки зрения создания картографической продукции, что позволяет оптимизировать технологический процесс получения и преобразования топографических и кадастровых данных в картографическую форму.

3. Определены основные картографические геоданные ATKIS-ЦММ, необходимые для составления топографических карт в новых условиях, что обеспечивает оптимальный отбор геоданных для миграции в новую систему.

4. Разработана методика миграции картографических геоданных из старой в новую систему, в зависимости от миграции объектов ЦММ, что позволяет максимально полно использовать геоданные, имеющиеся в существующей сегодня системе.

5. Из анализа сегодняшних технологических процессов выведены технические и технологические требования к выполнению картосостави-тельских работ в условиях новой AAA-системы, представленные в виде функций, правил и графических образцов, ориентированные на картографов и программистов.

6. Разработана методика составления топографических карт для условий новой системы, которая служит основой для программирования картографических функций программного обеспечения универсальной ГИС для регистрации, обработки а также приема геоданных из других систем и их квалификации (EQK) в условиях Земли Бранденбурга.

7. Обоснованы новые направления использования картографических геоданных ATKIS в рыночных условиях, что является основой для конкретных рекомендаций по более широкому использованию картографических материалов в геоинфраструктурах, в том числе и через Интернет.

Таким образом, поставленная цель диссертационной работы достигнута, а предусматриваемые ею задачи реализованы.

Результаты диссертационной работы используются в процессе создания компонентов миграции, введения, регистрации, обработки, квалификации и презентации картографических геоданных AAA-системы, особенно с точки зрения создания программного обеспечения для производства топографических карт. Использование разработанной методики составления карт позволяет сократить объём и периодичность составления топографических карт и повысить оперативность обработки актуальной информации ЦММ в картографии.

Основные обозначения и сокращения

AAA AFIS-ALKIS-ATKIS - Совместная государственная информационная система опорных пунктов, недвижимого имущества и топо-графо-картографической информации ФРГ

ААА-АРК AAA - Auskunfts- und Prasentationskomponente- Компонент для презентации и предоставления геоданных заказчикам

AAA-EQK AAA - Erhebungs- und Qualifizierungskomponente- Универсальная ГИС для регистрации, обработки а также приема геоданных из других систем и их квалификации

AAA-DHK AAA-Datenhaltungskomponente- Компонент введения геоданных - для сбора, накопления и передачи геоданных AFIS. ALKIS и ATKIS

AdV Arbeitsgemeinschafl der Vermessungsverwaltungen der

Lander der Bundesrepublik Deutschland - Рабочее содружество землемерно-геодезических управлений земель Федеративной Республики Германии

AFIS Amtliches Festpunktinformationssystem - Государственная информационная система опорных пунктов

AKS Automatisches Kartographisches System - Автоматизированная картографическая система

ALB Automatisiertes Liegenschaftsbuch - Цифровая книга недвижимости

ALK Automatisierte Liegenschaftskarte - Цифровая карта недвижимости

ALKIS Amtliches Liegenschaftskataster Informationssystem - Государственная информационная система недвижимого имущества

ATKIS Amtliches Topographisch-Kartographisches

Informationssystem - Государственная автоматизированная топографо-картографическая информационная система ФРГ

ATKIS-OK ATKIS-Objektartenkatalog - Каталог видов объектов цифровой модели местности

ATKIS-SK AKIS-Signaturenkatalog - Каталог условных знаков топо-графическх карт

BKG Bundesamt fur Kartographie und Geodasie - Федеральное Управление Картографии и Геодезии

CERCO Comite Europeen des Responsables de la Cartographie Officielle

CMP Cross Media Publishing CRS Coordinate Reference System

DB Datenbank - Банк данных

DGM Digitales Gelandemodell - Цифровая модель поверхности земли (рельефа)

DKM Digitales Kartographisches Modell - Цифровая картографическая модель

DLM Digitales Landschaftsmodell (Basis-DLM, DLM50, DLM250, DLM1000) - Цифровая модель местности

DOP Digitales Orthophoto - Цифровой ортофотоснимок DTK Digitale Topographische Karte (DTK10, DTK25, DTK50, DTK100, DTK250, DTK500, DTK1000) - Цифровая топографическая карта DXF Data Exchange Format

EDBS Einheitliche Datenbankschnittstelle - Единый интерфейс базовых геоданных

ETRS89 European Terrestrial Reference System 1989 FIS Fachinformationssystem - Тематическая информационная система

GeoInfoDok Dokumentation zur Modellierung der Geoinformationen des amtlichen Vermessungswesens - Документация для представления государственной геоинформации

GIS Geo-Informationssystem - Геоинформационная система

GML Geography Markup Language

ISBN International Standard Book Number

ISO International Organization for Standardization

LBS Location Based Services

LGB Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg

-Landesbetrieb-, Frankfurt (Oder) - Potsdam - Управление геодезии и геобазовой информации Земли Бранденбурга -государственное предприятие- Франкфурт на Одере - Потсдам

MEGRIN Multi-Purpose European Ground-Related Information Network

NAS Normbasierte Austauschschnittstelle - Нормбазированный интерфейс

NREO Nicht raumbezogenes Elementarobjekt - Элементарные объекты без пространственного отношения

ОВАК Objektabbildungskatalog - Каталог отражения объектов (условные знаки)

OGC Open Geospatial Consortium

OSKA Objektschliisselkatalog - Каталог описания объектов RE О Raumbezogenes Elementarobjekt - Элементарные объекты с пространственным отношением

SABE Seamless Administrative Boundaries of Europe SAPOS Satellitenpositionierungsdienst - Служба спутникового позиционирования государственного геодезического управления Германии тк Topographische Karte - Топографическая карта

UML Unified Modeling Language итм Universale Transversale Mercatorprojetion

WFS Web Feature Service

WGS84 World Geodetic System 1984

WMS Web Mapping Service

XML Extensible Markup Language

ZUSO Zusammengesetztes Objekt - составные объекты ZV-Aut ALK-Zeichenvorschrift - analoge Ausgabe - Условные знаки для изображения ALK-элементов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Тайле, Эрик, Новосибирск

1. Берлянт, A.M. Геоинформационное картографирование М.: Изд-во. МГУ 1997.-64 с.

2. Берлянт, A.M. Востокова, А.В. Кравцова, В.И и др. Картоведение М.: Аспект Пресс, 2003. 477 с.

3. Верещака Т.В. Топографические карты. Научные основы содержания. М., 2002. 319 с.

4. Карпик, А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий: Монография. Новосибирск: СГГА, 2004. - 260 с.

5. Лисицкий, Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности / Д.В. Лисицкий. М.: Недра, 1988. 261 с.

6. Салищев. К.А. Проектирование и составление карт. 2-е изд. М.: Изд-во МГУ, 987. 240 с.

7. Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Lander der Bundesrepublik Deutschland (AdV): Weiterentwicklung des ATKIS-Systemdesigns. / AdV // Tagungsbericht zum AdV-Workshop ATKIS vom 15. und 16.03.1995 in Wiesbaden, 1995.

8. Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Lander der Bundesrepublik Deutschland (AdV): Dokumentation zur Modellierung der Geoinformationen des amtlichen Vermessungswesens (GeoInfoDok) Version 5.1. www.adv-online.de, 31. September 2007.

9. Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Lander der Bundesrepublik Deutschland (AdV): Dokumentation zur Modellierung von Fachinformationen unter Verwendung der GeoInfoDok. www.adv-online.de.

10. Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Lander der Bundesrepublik Deutschland (AdV): Migrationsregeln zur Uberfuhrung der Basis-DLM-Daten in das AAA-Datenmodell Version 5.1. Stand: 13.07.2006.

11. Averdung, C.: Wissensbasierte Planung auf der Basis von ATKIS. In: Das Geoinformationssystem ATKIS und seine Nutzung in Wirtschaft und Verwaltung, / Averdung // Landesvermessungsamt Rheinland-Pfalz, 1996, S.59.67.

12. Birth, K.: ATKIS-Projekt Modell- und kartographische Generalisierung, und die Entwicklung geht weiter. / Birth // In: Kartographische

13. Nachrichten (2003), Nr. 3, S. 119-126.

14. Christoffers, F.: Chancen der AAA-Modellierung fur ATKIS-Prozesse. 9. Internationales Anwenderforum fur Geoinformationssysteme -Tagungsband, AED-SICAD AG. S. 55 f. 2005.

15. Bundesamt fur Kartographie und Geodasie (BKG): Geoinformation und moderner Staat Eine Informationsschrift des Interministeriellen Ausschusses fur Geoinformationswesen (IMAGI). / BKG // www.geodatenzentrum.de.www.bkg.bund.de. Frankfurt am Main. 2003.

16. Deutsche Gesellschaft fur Kartographie (DGfK): Digitale Kartentechnologie. 21. Arbeitskurs Niederdollendorf, 29.9.-1.10.1997, (Kartographische Schriften, Band 3). Konigslutter am Elm. 1997.

17. Deutsche Gesellschaft fur Kartographie (DGfK): Kartographie als Baustein moderner Kommunikation. Symposium Praktische Kartographie 2002, 6.-8. Mai 2002, Kartographische Schriften, Band 6. Konigslutter am Elm, 2002.

18. Deutsche Gesellschaft fur Kartographie (DGfK): Der X Faktor -Mehrwert fur Geodaten und Karten. Symposium Praktische Kartographie 2004, 17.-19. Mai 2004. Kartographische Schriften, Band 9. Konigslutter am Elm, 2004.

19. Deutsche Gesellschaft fur Kartographie (DGfK): XYZ-aufgelost -Kartographische Anwendungen fur Gegenwart und Zukunft. Symposium Praktische Kartographie 2006, 22.-24. Mai 2006. Kartographische Schriften, Band 11. Konigslutter am Elm 2006.

20. Deutsche Gesellschaft fur Kartographie (DGfK): Kartographie -Ihnen werden wir's zeigen. Symposium Praktische Kartographie 2007, 14.-16. Mai 2007. Kartographische Schriften, Band 14. Konigslutter am Elm 2007.

21. Gesetz iiber die Landes vermes sung und das Liegenschaftskataster im Land Brandenburg vom 19.12.1997, letzte Anderungen vom 18.12.2001.

22. Fornefeld M., Oefinger P., Rausch U.: Der Markt fur Geoinformationen: Potenziale fur Beschaftigung, Innovation und Wertschopfung der Management Consulting GmbH (MICUS-Studie). im Auftrag des Bundesministeriums fur Wirtschaft und Arbeit. Berlin 2003.

23. Gartner, G.: Internet-Kartographie:(R)Evolution oder Sackgasse. Kartographische Nachrichten Seite 98-104, 1999.

24. Gartner, M.: „Auswirkungen des 3A-Modells flir Nutzer", Symposium Praktische Kartographie 2006. 22.-24. Mai 2006. Kartographische Schriften, Band 11. Konigslutter am Elm. 2006.

25. Grimm, W.: Eine neue Kratengrafik ftir das digitale kartographische Modell ATKIS-DKM25. Kartographische Nachrichten. Heft 2, S. 61-68. 1993.

26. Hake G., Griinreich D., Meng L.: Kartographie. 8. Auflage. Berlin : De Gruyter, 2002.

27. Harbeck R.: Das AdV-Vorhaben Amtliches Topographisch-Kartographisches Informationssystem (ATKIS) Inhaltliche Konzeption. In: Nachrichten aus dem Karten- und Vermessungswesen I. Nr. 99, S. 7-14. 1987.

28. Harbeck R.: Das Informationssystem ATKIS Digitale Basisdaten iiber die Struktur der Erdoberflache. In: Zeitschrift fur Vermessungswesen, 113/9-10: 476-481. 1988.

29. Harbeck R.: Das Geoinformationssystem ATKIS und seine Nutzung in Wirtschaft und Verwaltung. Vortrage anlaBlich des AdV-Symposiums am 15. und 16. Juni 1994 im Landesvermessungsamt Nordrhein-Westfalen, Bonn-Bad Godesberg. Bonn. 1994.

30. Harbeck R.: Uberblick iiber Konzeption, Aufbau und Datenangebot des Geoinformationssystems ATKIS. / Harbeck// S. 13-32. 1994.

31. Harbeck R.: Uberblick iiber Konzeption, Aufbau und Datenangebot des Geoinformationssystems ATKIS. / Kophstahl E. und Sellge // S. 19-37. 1995.

32. Harbeck R.: Das Geoinformationssystem ATKIS auf dem Wege der Realisierung. / Mayer F. und Kriz K. // S.75-82. 1996.

33. Harbeck R.: Das Geoinformationssystem ATKIS auf dem Weg zur Realisierung. Kartographie im multimedialen Umfeld, 5. Wiener Symposium, Wiener Schriften zur Geographie und Kartographie. Band 8, S. 75-81. 1997.

34. Harbeck R.: Eine geographische Basis fur Europa Utopie, Vision, Wirklichkeit? In: Kartographische Nachrichten. Nr. 3, S. 103-112. 2000.

35. International Organisation for Standardization: Publications, http://www.isotc211.org/. 2005.

36. Landesvermessung und Geobasisinformation Brandenburg (LGB): ATKIS-Objektartenkatalog fur das DLM 25/2 der Lander Brandenburg und Berlin. Potsdam. 1998.

37. LGB: Geobasisdaten in Vektor- und Rasterform. Potsdam. 2007.

38. Mattern, J: Untersuchung zur Ableitung von topographischen Informationen aus dem DLM25/1. Technische Universitat Dresden. Diplomarbeit. 1997.

39. Ministerium des Innern des Landes Brandenburg (Mdl): Vorhaben Digitale Karte. In: Amtsblatt fur Brandenburg, Nr. 64. S. 1365-1368. 14.09.1994:

40. Neudeck, S.: Zur Gestaltung topografischer Karten fur die Bildschirmvisualisierung., Schriftenreihe des Studiengangs Geodasie und Geoinformation der Universitat der Bundeswehr Munchen. Heft 74. (Dissertation) 2001.

41. Open Geospatial Consortium: Geography Markup Language (GML) Implementation Specification, http://www.opengeospatial.org/specs/, 2006.

42. Schurer, D.: Untersuchungen und Programmkonzeption zur Behandlung von Geometrietypwechseln zwischen den Objektabbildungen des ATKIS-DLM und -DKM, Institut fur Kartographie und Topographie, Universitat Bonn, Diplomarbeit, 1992.

43. Seifert M.: Das AFIS-ALKIS-ATKIS-Anwendungsschema als Komponente einer Geodateninfrastruktur. Zeitschrift fur das Vermessungswesen. Heft 2. 2005.

44. Theile, Erik Ableitung Digitaler Topographischer Karten aus dem ATKIS-Basis-DLM im Land Brandenburg, Ministerium des Innern des Landes Brandenburg. Vermessung Brandenburg Nr. 2/2002. S. 47-60.

45. Тайле, Эрик: Карта Геоданные и ценность / Э.Тайле // ГЕО-Сибирь-2005. Т. 4. Геоинформатика: сб. материалов научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2005», 25 - 29 апр. 2005 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2005.- С. 51-58.

46. Тайле, Эрик: Карта Сможет ли она оставаться такой, как она есть? / Э.Тайле // ГЕО-Сибирь-2005. Т. 4. Геоинформатика: сб. материалов научн. конгр. «ГЕО-Сибирь-2005», 25 - 29 апр. 2005 г., Новосибирск. -Новосибирск: СГГА, 2005. - С. 58-62.

47. Тайле, Эрик: Концепция и базовые принципы создания и функционирования системы геоинформации AFIS-ALKIS-ATKIS / Э.Тайле // Геодезия и картография. Москва, 2007. - № 9 - С. 46-51.

48. Wodtke, К.-P.: Die Produktion der Digitalen Topographischen Karte mit SICAD/open. / SICAD // Vortragsband zum 6. Internationalen Anwenderforum ffir Geoinformationssysteme. 1999.

49. Wodtke, K.-P: ATKIS-DLM und ATKIS-DTK im AAA-Datenmodell. Symposium Praktische Kartographie 2006. 22.-24. Mai 2006. Kartographische Schriften, Band 11. Konigslutter am Elm. 2006.