м. Київ, вул. Попудренка, 52, тел./факс +38 044 296-71-71, +38 044 292-20-27
ІНСТИТУТ ПЕРЕДОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ

до Вашої уваги представлено
інтернет-версії електронних
навчальних атласів,
підручників від провідних
авторів, контурних карт,
стінних карт, методичні
розробки уроків,
рекомендації та багато
іншої корисної інформації.

 

       

 

 

 

Курсы наличного обмена на сегодня

                                                                                                                                                                                                      УДК 528.9:002.6                                                                                                          А.В.Барладин,
                                                                                                                              Институт передовых
                                                                                                                                              технологий,
                                                                                                                                                     г. Киев
 

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
  В ЦИФРОВОМ КАРТОГРАФИЧЕСКОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
 (из опыта Института передовых технологий)

     К середине 90-х годов прошлого столетия в Украине еще не существовало картографических предприятий, опирающихся в своей деятельности на компьютерную техническую и технологическую базу. Использование компьютеров чаще всего начиналось с  технической интуиции и изучения иноязычной литературы скорее теоретического, чем методического направления [1]. Со временем появились лицензионные программные продукты. В период становления современное картографическое предприятие нуждалось в нацеленности организационных и практических работ на освоение прогрессивных технологий изготовления высококачественной картографической продукции в короткие сроки. Нужно отметить, что к тому времени компьютерная техника в Украине использовалась еще очень ограниченно.
     В Институте передовых технологий (ИПТ) началась разработка научных основ цифровой картографии и экспериментально-практическое внедрение геоинформационных технологий в  картографическое производство.
      Первый (организационный) этап. С организацией компьютерной сети и установки соответствующих сканеров и плоттеров, была решена первая задача программы развития Института – обеспечение цифровыми картматериалами по территории Украины. В последующие годы техническая база постепенно обновлялась и расширялась.
     Вторая задача–это определение программного обеспечения, наиболее приемлемого для выполнения картографических работ, его освоение и внедрение в процессы создания карт разных масштабов и содержания.
Анализ имеющихся программных геоинформационных продуктов, в 1995-1996г.г. представленных на мировом рынке разными разработчиками MapInfo, Intergraph, ERDAS, ESRI  и т.п., позволил остановить выбор на программном обеспечении ESRI (Arc Info, Arc Press, Arc View, Arc Map, Arc Gis и ERDAS), а также на разработанных в ИПТ модулях, расширяющих возможности пользователя при составлении и редактировании карт, подготовке их к изданию [2].
      На втором этапе овладения и разработки методов компьютерной, электронной картографии решались такие задачи:
     – Осуществлялся собственный поиск средств вывода на монитор картографического изображения с бумажных носителей с помощью сканеров, обработка электронных карт путем растеризации и векторизации.
     – Создание собственной базы лицензионных цифровых картматериалов и пространственных данных (включая аэро и космоснимки) по городам и регионам Украины, странах СНД, Европы, мира и соответствующих баз данных.
    – Апробировалась обработка информации на отдельных информационных слоях, каждый из которых соответствовал элементам географической основы карт (гидрография, государственные границы, границы административно-территориального деления, населенные пункты и т.п.) и комплексам атрибутивных данных любых систем объектов. Эти работы выполнялись на основе методов цифровой картографии, обеспечивающих координатную точность географической привязки элементов общегеографической основы и тематических элементов содержания карт.
    – Овладение программами цифровой картографии происходило путем использования уже созданных государственных цифровых карт Украины масштабов 1:500000 и 1:200000 и городов в масштабах 1:2 000 и 1:10 000.
     – Одним из самых сложных вопросов было математическое решение задач построения картографических проекций непосредственно в электронной среде, преобразование одних видов проекций в другие, трансформации основных элементов изображения (например, береговой линии материков, островов и т.п.) в связи с переходом от одной проекции к другой, выбора центрального меридиана для территорий, подлежащих картографированию. Были использованы возможности математического преобразования информации и воплощения полученных числовых значений в построение географической сетки. На компьютере пересчитаны разные картографические проекции, созданные в докомпьютерный период развития картографии. Некоторые из них усовершенствованы. Например, географическая сетка поликонической проекции, предназначенная для представления развертки всего мира, теперь имеет параметры долготы на западе и востоке, разрешающие изобразить территорию Евразии и Северной Америки целиком.
     Разработанные в Институте передовых технологий Е.М. Городецким подходы разрешили свободно избирать центральный меридиан для любой территории, или определить для нее совсем новую проекцию [3].
     Решение рассмотренных выше задач позволило сформировать карты-основы любых общегеографических и тематических карт, их математической основы в разных масштабах, с разными уровнями генерализации элементов содержания.
     Третий этап развития ИПТ был обусловлен идеей практического создания нового поколения картографической продукции на базе компьютерных технологий в двух основных направлениях: изготовление настенных карт и картографическое обеспечение средней общеобразовательной школы атласами по географии и истории. Этот этап охватил 8 лет, на протяжении которых решились следующие научно-технические задачи:
     – Освоение технологий трехмерного (3D) картографирования рельефа в электронной среде и отображение его методом светотеневой пластики, отвечающей в докомпьютерной картографии понятию “отмывка рельефа”. В ИПТ это реализовано на карте Крыма в 1998 г. [1]. Теперь почти все типы карт, издаваемые в ИПТ, содержат
такое же изображение рельефа, в том числе политические карты. Это отвечает мировой тенденции картографирования.
    – Одновременно была начата разработка учебных атласов и атласов для широкого круга пользователей (“Погляд на Україну”). Первый из них – атлас по географии для шестого класса “Наша планета” (1999). За восьмилетний период было создано новое поколение из 20 учебных атласов: 6 – по географии для 3, 5, 6, 7, 8-9 и 10-11 классов; 6 – по истории Украины для 5, 7, 8, 9, 10, 11 классов; 6 – по всемирной истории для 6, 7, 8, 9, 10 и 11 классов, а также обобщающий атлас по истории Украины. В методологии выполнения этих работ, значительное место занимало изучение опыта предшественников (всей системы школьных атласов, подходов к разработке содержания карт и т.п.), выбор карт-образцов, в том числе из поколения атласов, созданных в Советском Союзе. Новизна работ по созданию учебных атласов в ИПТ заключалась в разработке структуры каждого атласа, привлечении новых материалов и построению карт согласно современным научным концепциям и требованиям школы; определении собственных требований к атласам, (форматы, количество карт, их тематика, наполненность географической и исторической информацией, соответствие школьным программам и учебникам, соблюдение принципа развития знаний от младших классов к старшим, расширение географической номенклатуры и описания систем объектов в легендах карт, их сущности, расположения и взаимосвязей). В этой практической работе выкристаллизовывалась  технологическая линия построения, составления, редактирования и подготовки к изданию всех учебных атласов [4].
     Она заключается в создании электронных карт и их подготовке к полиграфии. Основные технологические звенья в картографировании природных явлений – это создание в ГИС картоснов исходных карт или авторских макетов, дальнейшая их обработка путем векторизации линейных элементов содержания, уточнение цветов элементов, изображенных растровыми сетками, географическая (цифровая) привязка локальных элементов, изображенных внемасштабными условными знаками разной формы, размеров и цветов. Обработка изображения на электронных картах выполнялась с применением программного обеспечения Arc View, Arc GIS с модулями, а также Adobe Illustrator, Free Hand, PhotoShop. Эти же программные продукты используются для построения конечного картографического изображения на социально-экономических картах, путем обработки статистической информации официальных ежегодников.
     Типы карт, составленных из разных источников информации, предусматривают разветвление единой технологической линии на несколько технологических этапов, состоящих из отдельных технологических звеньев и образовывают их разные комплексы. Например, если имеются лишь пункты наблюдения объектов в списках, то необходимо сначала обобщить информацию (удалить разнокачественные ареалы или изолинии одинаковых значений свойств объектов), то к процессу составления этих карт прибавляется необходимость создания первичных и основных электронных мониторинговых карт. Другой пример, когда имеются статистические таблицы, то в соответствии со знаковыми системами классической картографии подбирают знаки из электронных библиотек компьютерной графики или строят на компьютере знаки нужной формы и варьируют ими по размерам в легенде и на карте в соответствии с градациями классификационных шкал и географической привязкой объектов.
     Таким образом, типы карт, степень оформления первичной информации, характер объектов и их расположение, особенности применения способов картографирования, особенности знаковых систем предопределяют выбор технологических звеньев и их последовательность.
      Технологические достижения третьего этапа развития деятельности ИПТ позволили выполнять оригинальные работы по тематическому картографированию. Это две стенные карты: “Животные мира” и “Страны, народы, культура” масштаба 1:26 000 000. На их основе создан “Атлас для детей”, где каждый материк представлен двумя картами: “Живой мир природы” и “Страны, народы, культура”. Особенность этих произведений состоит в фотопортретной знаковой системе для конкретных объектов и качественной картографической основе.
     В атласном заделе ИПТ (всего 26 атласов) имеется тематический атлас более сложного содержания. Это региональный комплексный научно-справочный Атлас Автономной Республики Крым. Авторская разработка карт выполнена работниками Таврического национального университета им. В.И. Вернадского, научное редактирование Институтом географии НАН Украины. Подготовка карт к изданию выполнялась в ИПТ. Технологическая линия создания атласов на базе геоинформационных технологий дала возможность выполнить подготовку к изданию всего за полгода. Использование электронной почты обеспечило соисполнителей средствами связи для обмена материалами необходимыми для редактирования, авторского просмотра электронных карт, внесение к ним авторских и редакторских замечаний. Следует отметить, что сжатые сроки изготовления “Атласа АР Крым” не ухудшили качество издания. Об этом свидетельствует высокая оценка его зарубежными коллегами на Международной картографической выставке IMTA в г. Туре (Франция) в 2004 г. и первый приз в номинации “Лучший атлас”.
     Четвертый этап в деятельности ИПТ начался с выпуска CD-атласа “Украина и ее регионы”, который готовился для полиграфического издания, но был издан и в электронном виде. Опыт создания этого атласа открыл путь к изданию серий учебных атласов по географии и истории, записанных на компакт-дисках (CD-R). В ходе этих работ формировались основы методики переработки электронных версий полиграфически изданных учебных атласов в особый вид электронной картографической продукции [5].
     Электронные атласы для школы нуждались в простейшем интерфейсе и геоинформационной оболочке, программная основа которой обеспечивала бы выполнение команд передвижения по атласу “вперед” и “назад”, увеличение масштаба отдельных фрагментов карты, вывод на экран карты дополнительной информации (текстов, графиков и диаграмм). Для усиления учебных функций CD-атласа к информационному модулю добавлены тесты, по которым ученик может проверить свои знания дома, сидя за персональным компьютером. CD-атласы вмещают электронные карты. Большие и сложные по смыслу легенды можно читать отдельно от карты и выводить в определенных окнах на экран, где демонстрируется карта. Организация представления информации в CD-атласе до некоторой степени похожа на структуру ГИС, где четко выделяется их состав: картографический и информационный модули. Только в информационном модуле CD-атласов нет ГИС в отличие от таблиц, по данным которых построены карты. Вместе с тем есть дополнительные подразделы: тексты, графики, диаграммы, иллюстрации и т.п., а также тесты, данные о разработчиках и рекомендации пользователям.
      Интерактивная работа в атласе обеспечивает послойное подключение тематической нагрузки на той или иной карте, а наличие дополнительных модулей «конструктора уроков» и экспортного, позволяют создавать на базе карт электронных атласов собственные уроки учителю и рефераты ученику.
     Пятый этап наполнен новыми технологическими и практическими разработками в направлении производства глобусов и использования космических снимков для  изготовления космофотокарт. Участие ИПТ в международных картографических выставках позволило ознакомиться с лучшими мировыми образцами глобусмейкерства, в частности с продукцией таких производителей, как Stella Nova, Columbus Globus, Replogle Globes, Leipziger Globus Manufactur, Nova Rico и других. Для названых фирм характерно многообразие глобусов по тематике, назначению, размерам, качеству картографического изображения, освещению, общему оформлению. В Украине же выпускалось всего 5-6 видов глобусов, преимущественно физических и политических.
     Технологические цепи, разработанные в ИПТ, определяются масштабами глобусов и подразделяются на такие звенья: изготовление на компьютере картографического изображения северного и южного полушарий с учетом будущих искажений, возникающих вследствие преобразования плоской поверхности пластика на выпуклую, редакторский просмотр распечаток на бумаге и внесение правок в электронное изображение полушарий, печать исправленных изображений на плоском пластике. Следующее звено (некартографическое) – изготовление выпуклых полушарий. Следует отметить, что применение цифровых технологий в обработке картографического изображения для глобусов, как и другой картографической продукции ИПТ, обеспечивает его высокое графическое качество, пространственную точность [6].
     В результате поисков и экспериментов, в ИПТ, создано четыре серии разных по размерам и масштабам глобусов: малые – диаметром 12 см, М1:105 000 000 и диаметром 21 см, М1:60 000 000; средние – диаметром 32 см, М1:40 000 000; большие – диаметром 42,5 см, М1:30 000. Масштаб определяет уровень генерализации изображения на глобусе так же, как и на обычной карте. Обязательными в каждой серии являются физические и политические глобусы. Всего в каждой серии по пять видов глобусов, а среди пятнадцати видов есть семь разновидностей: физические, общегеографические, политические; с белым и фиолетовым цветом океанов, „антик” (под старину), вид Земли из космоса. Изображение на большом глобусе “Земля из космоса” подобно “Обзорной карте мира”, построенной с применением космофотомозаики. На глобусах в стиле „антик” красочное оформление напоминает цвет старинных пергаментов. В использовании технологической линии создания глобусов есть много перспектив расширения ассортимента размеров и тематик, появления нового дизайна фурнитуры.
     Перспективна технологическая линия применения геоинформационных технологий в картографической обработке материалов дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Известно много направлений использования материалов ДЗЗ в разных сферах научных исследований и хозяйственной практики, в частности в сфере мониторинга состояния окружающей среды [7].
     В исследованиях, связанных с разработкой геоинформационных систем для больших городов – так называемых муниципальных ГИС (МГИС), сравнительно недавно начали использовать космические снимки высокого разрешения как оперативные базы данных для обновления крупномасштабных планов и атласов городов. Выпуская стенные карты и атласы Киева, с изображением всех домов c номерами и указанием функционального назначения отдельных из них, появилась потребность в названиях улиц и проездов, разработке космофотокарт города. Так называют карты, созданные путем обработки космических снимков высокого разрешения. Использование таких снимков стало возможным благодаря цифровой съемочной аппаратуре, установленной на коммерческих спутниках Земли. Разработка космофотокарты в ИПТ базировались на снимках Quick Bird, разрешаемость объектов на которые составляет 61 см. Имея такие снимки и применяя геоинформационные технологии обработки (вывод на экран смонтированного из отдельных снимков изображения территории Киева, их привязка к геодезической основе и топографической карте города, сооружения не только идентифицируются, но и уточняется. Таким образом, определяется положение всех новостроек на дату космосъёмки и, нанеся названия всех проездов и выдающихся сооружений),  получаем актуализированное плановое изображение города. В результате таких работ были получены интересные результаты: сначала компьютерная космофотокарта Киева масштаба 1:8 000, далее – карта центра Киева в масштабе 1:4000, и, наконец, космофотоатлас Киева формата А-4 [8]. Эта работа получила высокие награды на выставках и подтолкнула на подготовку космокарт и космоатласов других крупных городов Украины. Как и Google, эти карты доносят достижения космических технологий до рядового потребителя.
     Эстетика различных картографических стилей является движущей силой создания новых типов картографической продукции. Например, карты мира “под старину” с элементами изображения старинных карт (роза ветров, компасные линии, эклиптика, парусники, морские чудовища); карты Украины (административное деление), украшенные портретами гетманов, выдающихся общественных деятелей, известных представителей литературы и искусства, героев борьбы за свободу Украины. Такие разработки близки зарубежной продукции Art-line, соединяющей картографию с искусством.
     Одной из областей деятельности ИПТ является картографирование транспортной инфраструктуры. Для этого создана серия карт, отображающих транспортную сеть (карты железных дорог, карты и атласы автодорог Украины и Европы, атласы для водителей, в частности, по городу Киеву). В технологии усовершенствования дорожных карт главное внимание отводится не только качественным и количественным характеристикам путей сообщения и их изображению, но и актуализации информации.
      Новейшим направлением деятельности ИПТ является разработка технологии создания навигационных карт и карт для GPS-мониторинга наземных средств передвижения. Эта технология предъявляет высокие требования к точности (2-3 метра) и актуальности карт. В связи с этим используются различные методы актуализации: от космоснимков до прописывания треков дорог, полученных с помощью GPS. Потребовалось создание новых классификаторов и легенд, которые соответствуют общеевропейским, например таких фирм как Tele Atlas и Naviteq.
      В работах ИПТ немало внимания уделено туризму. Известно, что отечественная продукция – туристические карты и схемы городов докомпьютерного периода развития картографии значительно уступала качеству зарубежной продукции, хотя по содержанию такие туристические атласы как «Крым» и «Украинские Карпаты» [6] даже превосходили  зарубежные аналоги. Теперь есть технологические и графические возможности создания разнообразных туристических карт, применяя методы трехмерного изображения рельефа, как например, на карте “Достопримечательности ЮБК” и „Туристической карты Крыма”, или трансформируя на компьютере фотоматериалы, интересные для туристов, в определенные знаковые системы индивидуального вида объектов (выдающихся памятников истории, культуры, архитектуры – соборов и церквей, дворцов, административных зданий). Такие знаковые системы применены на Туристической карте Украины (М1:1 250 000) вместе с условными обозначениями выдающихся сооружений и памятников [9]. Необходимо подчеркнуть еще одно направление научно-практических работ, на базе которых технологические звенья внедрялись в картографические процессы. Это направление охватывает разработку геоинформационных систем, разных по территориальному уровню [10], системе объектов, назначению, накоплению и сохранению геоинформации и предназначенных для решения любых задач во многих сферах деятельности.
      Современный этап развития ИПТ в области географической информации характеризуется разработкой серверных технологий хранения и обработки пространственной информации, которые позволяют создавать тематические карты в реальном и библиотек условных знаков. На базе такого подхода в ИПТ созданы и внедрены масштабные проекты для ряда управлений Киевской городской администрации,а так же системы для земельного кадастра Киевской области.
      Создан современный уровень информационного обеспечения крупных мировых событий, которым является проведение ЕВРО-2012, кроме использования картографического материала так же требуется создание WEB-серверов по всестороннему отображению мест проведения соревнований, гостиниц и т.д. В связи с этим, Институтом были разработаны карты на английском и польском языках по Украине, Киеву и другим городам . Сейчас ведутся работы по организации WEB-сервера картографического обеспечения подготовки и проведения ЕВРО-2012.
      Ещё более масштабным является участие ИПТ в картографировании совместно с ДП «Укрморкартография», водохранилищ р. Днепр для создания навигационных речных карт с использованием космических снимков высокого разрешения.
      Приведённый перечень работ ИПТ показывает, что современные технологии значительно расширяют возможности доступа к географической информации.
      Выводы. Внедрение геоинформационных технологий в картографическое производство, разработанное и реализованное в Институте передовых технологий, подтвердило чрезвычайно высокую эффективность этого направления развития картографии. Сегодня можно сказать что сформировались новые цифровые картографические подходы, обеспечивающие высокое качество карт и их использование как в полиграфическом, так и электронном виде. Вместе с тем, возросли требования к специалистам-картографам, которые должны знать не только основы картографии, но и современные программные продукты, включая и геоинформационные системы.

                                                         ЛИТЕРАТУРА

     1.  Барладін О.В., Даценко Л.М., Ісаєв Д.В. Геоінформаційні технології та підготовка до видання географічних карт та атласів//Вісник геодезії та картографії.-К.: Укргеодезкартографія, 1999, № 3 (14).-с. 20.
     2.    Барладін О.В., Ісаєв Д.В., Даценко Л.М. Застосування геоінформаційних технологій у підготовці та виданні карт і атласів у ЗАТ „Інститут передових технологій”//Вісник геодезії та картографії.-К.: Укргеодезкартографія, 2000. № 2(17).- с. 49-52
    3.    Барладін А.В., Даценко Л.Н., Ісаєв Д.В. Новий атлас з географії України // Проблеми безперервної географічної освіти і картографії. Зб. наук. праць.- Винниця: Антекс, 2000. Випуск 1. – с. 134-137
     4.    Барладін А.В., Даценко Л.Н., Пархоменко Г.О. Нові картографічні розробки ІПТ для середної і вищої школи в руслі загальної інформатизації України // Зб.наук.праць. Проблеми безперервної освіти і картографії.- Вінниця: Консоль, 2002. Вип.3.- с.49-52 (всього стор.338).
    5.    Барладін О.В. Проблеми створення та впровадження CD-атласів з географії для середньої і вищої школи//Проблеми безперервної географічної освіти і картографії. Зб. наук. праць.-Вінниця: Антекс-У ЛТД, 2004.Вип. 4.-с. 28-33
     6.    Барладін А.В., Даценко Л.Н. Збагачення можливостей підготовки карт на основі ГІС-технологій- Матеріали ГІС –Форума-2000 – К., 2000.-204с.
     7.    Барладін А.В., Городецький Є.М. Проблеми розробки та впровадження геоінформаційих систем.-Матеріали ГІС –Форума-2000 – К., 2000.-204с.
     8.    Барладін О.В., Ярошук П.Д. Створення геоінформаційних систем різного рівня з використанням космічних знімків різної просторової розрізнювальності //  „Геоінформатика”-К.: Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України, № 3, 2005
    9.    Картографічне моделювання: Навчальний посібник / Козаченко Т.І., Пархоменко Г.О., Молочко А.М.; Під ред. ЗоловськогоА.П. – Вінниця: Антекс-У ЛТД, 1999. – 328 с.: 81 іл., бібліогр. 108 назв.
    10.    Київ. Космофотоатлас. Місто 1:7000. Центр 1:3500 /научн. рук. Барладин/
    11.    Туристична карта України. М 1:1 250 000, Київ, 2006р. ІПТ

Щорічний міський новорічний ярмарок
в ТЦ «Даринок»

Детальніше

 

 

 

© 1998-2017. Всі права захищені.
ПрАТ «Інститут передових технологій»
Україна, 02660, Київ, вул. Попудренка,52
/+38 044/ 292-20-27, 296-71-71, 568-53-32
mailto: iat@maps.kiev.ua
MyCounter - счётчик и статистика