1 Вопросы создания картографического продукта – согласованной (взаимоувязанной) цифровой топографической основы (ЦТО) для карт геологического содержания масштабов 1: и 1: Тел/Факс:(499) мая 2012 г. ФГУ НПП «Росгеолфонд» Немынов М.П., нач.отдела создания цифровой картографической продукции Совещание «Основные проблемы и стратегические направления развития программно-технологического обеспечения государственного геологического картирования на период до 2020 года» Безяев А.В., Мозжухина В.А., Шмакова С.В.

2 СодержаниеСодержание Введение. Причины и предпосылки вопросаВведение. Причины и предпосылки вопроса Традиционное использование карт разных масштабов в ГИС-проектахТрадиционное использование карт разных масштабов в ГИС-проектах Проблемы непосредственного использования имеющейся ЦТО при создании ГГК-1000/3Проблемы непосредственного использования имеющейся ЦТО при создании ГГК-1000/3 Возможные пути решенияВозможные пути решения Исходные материалыИсходные материалы Создание нового продукта - предварительные сравнительные характеристики по количеству объектов и количественные оценки трудозатрат на некоторые этапыСоздание нового продукта - предварительные сравнительные характеристики по количеству объектов и количественные оценки трудозатрат на некоторые этапы Вопросы (терминология, технология, ТЗ, … …)Вопросы (терминология, технология, ТЗ, … …)

3 ВведениеВведение Уже с конца 20-го века создаются векторные геологические карты разных масштабов Уже с конца 20-го века создаются векторные геологические карты разных масштабов Накоплен достаточный опыт по их составлению и использованию в ГИС Накоплен достаточный опыт по их составлению и использованию в ГИС Имеется цифровая топографическая основа под эти масштабы (1: , 1: ) Имеется цифровая топографическая основа под эти масштабы (1: , 1: ) Чего же ещё не хватает? В чем проблема? Чего же ещё не хватает? В чем проблема?

4 Традиционный подход использования в ГИС векторных карт разных масштабов ЦТО Предварительно в ГИС-проект загружаются одноименные векторные слои из источников смежных масштабов, и проводится настройка на отображение этих слоев в необходимом диапазоне масштабовПредварительно в ГИС-проект загружаются одноименные векторные слои из источников смежных масштабов, и проводится настройка на отображение этих слоев в необходимом диапазоне масштабов При просмотре карты в каком-либо масштабе всегда отображается только один слой (из одного источника)При просмотре карты в каком-либо масштабе всегда отображается только один слой (из одного источника) При изменении масштаба просмотра карты происходит отключение одного и включение другого аналогичного слоя (смена источника!)При изменении масштаба просмотра карты происходит отключение одного и включение другого аналогичного слоя (смена источника!)

5 Традиционный подход использования в ГИС векторных карт разных масштабов ЦТО

6

7

8 Не традиционный подход … А если нам необходимо на карте в ГИС-проекте работать с одними и теми же тематическими слоями из разных масштабов (источников!)А если нам необходимо на карте в ГИС-проекте работать с одними и теми же тематическими слоями из разных масштабов (источников!) Да ещё наносить на карту объекты (скважины, шурфы, месторождения), имеющие «сверхточные» координаты (Глонас, GPS, …), и видеть их на «одном берегу» во всех масштабах!Да ещё наносить на карту объекты (скважины, шурфы, месторождения), имеющие «сверхточные» координаты (Глонас, GPS, …), и видеть их на «одном берегу» во всех масштабах! Область применения:Область применения: составление в среде ГИС геологической карты масштаба 1: (ГК-1000) с использованием уже подготовленной БД геологической карты масштаба 1: (ГК-200)

9 О-48 издание – 2000г.составл. в 1985г., исправл. в 1999г., состояние местности 1999г. Масштаб 1: , точность – 200м О-48 издание – 2000г.составл. в 1985г., исправл. в 1999г., состояние местности 1999г. Масштаб 1: , точность – 200м О-4823 издание – 2000г.,составл. в 1978г., исправл. в 1996г., состояние местности 1995г. Масштаб 1: , точность – 30-40м О-4823 издание – 2000г.,составл. в 1978г., исправл. в 1996г., состояние местности 1995г. Масштаб 1: , точность – 30-40м Скважина, месторождение (GPS): х= ° у= °, точность – до 1м Скважина, месторождение (GPS): х= ° у= °, точность – до 1м Сопоставление в ГИС карт разных масштабов (ЦТО 1: , 1:200000), и объектов с «точными» координатами

10 Расхождение объектов дорожной сети – метров

11 1. Расхождение объектов гидрографии – 735 метров 2. Расположение объекта – вопрос: На каком берегу реки?

12

13 Причины «несогласованности» Создание ЦТО масштабов 1: и 1: осуществлялось с тиражных оттисков государственных топографических карт соответствующих масштабов, которые хоть и преемственны (от 200-ки к миллионке), но не достаточно согласованы между собойСоздание ЦТО масштабов 1: и 1: осуществлялось с тиражных оттисков государственных топографических карт соответствующих масштабов, которые хоть и преемственны (от 200-ки к миллионке), но не достаточно согласованы между собой На каждом из этих масштабов решается свой круг задачНа каждом из этих масштабов решается свой круг задач И эта «несогласованность» не из-за плохого качества оцифровки. Она заложена в продуктИ эта «несогласованность» не из-за плохого качества оцифровки. Она заложена в продукт

14 И эта «несогласованность» не из-за плохого качества оцифровки. Она заложена в продуктИ эта «несогласованность» не из-за плохого качества оцифровки. Она заложена в продукт

15 И эта «несогласованность» не из-за плохого качества оцифровки. Она заложена в продуктИ эта «несогласованность» не из-за плохого качества оцифровки. Она заложена в продукт

16 Обязательно проводимая … Картографическая генерализация Картографическая генерализация - это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно ее назначению, масштабу, содержанию и особенностям картографируемой территорииКартографическая генерализация - это отбор и обобщение изображаемых на карте объектов соответственно ее назначению, масштабу, содержанию и особенностям картографируемой территории Генерализация - неотъемлемое свойство всех картографических изображений, даже самых крупномасштабных.Генерализация - неотъемлемое свойство всех картографических изображений, даже самых крупномасштабных. При составлении карт любого масштаба постоянно приходится «сжимать» изображение, отказываясь от деталей и подробностей … …При составлении карт любого масштаба постоянно приходится «сжимать» изображение, отказываясь от деталей и подробностей … … Картографу дано право передать на карте основные, типичные черты объектов, их характерные особенности и взаимосвязи Причины «несогласованности»

17 Постановка вопроса (задачи) Если:Если: технология составления в среде ГИС геологической карты масштаба 1: (ГК- 1000) предполагает использование уже подготовленной БД геологической карты масштаба 1: (ГК-200) И: желательна «согласованная» ЦТОИ: желательна «согласованная» ЦТО То:То: необходимо создание особого карт.продукта – взаимоувязанной (согласованной) ЦТО для карт геологического содержания масштабов 1: и 1:

18 ТерминологияТерминология МультимасштабнаяМультимасштабная ПолимасштабнаяПолимасштабная МногомасштабнаяМногомасштабная Multi-scale map: Согласованная Согласованная Взаимоувязанная Взаимоувязанная Сокращения: Масштаб 1: М1 (ЦТО-1000) Масштаб 1: М2 (ЦТО200)

19 Пути решения Основной картографический материал - карта М2 Проводится отбор ее объектов с использованием карты М1 в качестве эталона отбораОсновной картографический материал - карта М2 Проводится отбор ее объектов с использованием карты М1 в качестве эталона отбора Основной картографический материал - карта М1 Её объекты привязываются к соответствующим объектам карты М2Основной картографический материал - карта М1 Её объекты привязываются к соответствующим объектам карты М2 Комбинированный вариант – за основу берется карта М2 и проводится отбор ее объектов с использованием карты М1 в качестве эталона отбора, но в отдельных случаях используются и слои непосредственно из карты М1Комбинированный вариант – за основу берется карта М2 и проводится отбор ее объектов с использованием карты М1 в качестве эталона отбора, но в отдельных случаях используются и слои непосредственно из карты М1

20 В пользу использования ЦТО масштаба 1: (с элементами ЦТО ) для создания нового информационного продукта выступают следующие аргументы: 1. Почти полное покрытие территории РФ масштабом 1: (к 2014г) 2. Единая технологическая и нормативная база создания и представления ЦТО масштабов 1: и 1: : - полной в ArcInfo - разгруженной в шейпе по требованиям НРС (?) ПредпосылкиПредпосылки

21 Покрытие РФ ЦТО масштаба 1:

22 Единая структура ЦМ двух масштабов (состав слоёв, структура атрибутивных таблиц) Единая структура ЦМ двух масштабов (состав слоёв, структура атрибутивных таблиц) Нормативная база по созданию ЦТО масштабов 1: , 1:200000

23 Единый перечень кодов (у 200-ки расширенный) Единый перечень кодов (у 200-ки расширенный) Нормативная база по созданию ЦТО масштабов 1: , 1:200000

24 Состав работ Сбивка общей классификации объектов (коды, характеристики в дополнительных полях)Сбивка общей классификации объектов (коды, характеристики в дополнительных полях) Формулировка ТЗ (разработка требований) совместно со специалистами-геологамиФормулировка ТЗ (разработка требований) совместно со специалистами-геологами Предварительная отработка технологииПредварительная отработка технологии Опробование на 2 – 3-х миллионных листах по разным территориямОпробование на 2 – 3-х миллионных листах по разным территориям

25 Технология создания Составление новой ЦТО на один НЛ из имеющихся на него 36 ЦТО , а именно: - Сводка объектов всех слоев ЦТО по границам примыкания НЛ и сшивка ЦТО на 36 НЛ - генерализация (объектовая разгрузка, возможно, с элементами обобщения конфигурации объектов) - В комбинации с обработкой ЦТО возможно дополнение и редактирование некоторых слоев существующей ЦТО , и пополнение ими конечной (сводной) ЦТО

26 Технология создания Не исключается возможность создания продукта на базе одного масштаба – 1: , т.е. «единой» ЦТО. Это предполагает дополнение ЦТО необходимыми объектами из слоев ЦТО , а также вспомогательными атрибутами с информацией о принадлежности каждого объекта какому-либо масштабу (или обоим одновременно)Не исключается возможность создания продукта на базе одного масштаба – 1: , т.е. «единой» ЦТО. Это предполагает дополнение ЦТО необходимыми объектами из слоев ЦТО , а также вспомогательными атрибутами с информацией о принадлежности каждого объекта какому-либо масштабу (или обоим одновременно) Проведение актуализации информации: обновление устаревших ЦТО, актуализация по «дежурной карте», использование данных ДЗЗ необходимого разрешения для корректировки ряда слоёв конечной (сводной) ЦТОПроведение актуализации информации: обновление устаревших ЦТО, актуализация по «дежурной карте», использование данных ДЗЗ необходимого разрешения для корректировки ряда слоёв конечной (сводной) ЦТО

27 Некоторые элементы технологии На примере нескольких слоев опробовались основные принципы составления продукта: отбор объектов М2 пространственным наложением на объекты М1 (по существующей уже ЦМ)отбор объектов М2 пространственным наложением на объекты М1 (по существующей уже ЦМ) отбор по «главности» объектов М2 (вручную)отбор по «главности» объектов М2 (вручную) постоянный визуальный контроль и необходимость доработки «вручную»постоянный визуальный контроль и необходимость доработки «вручную» согласование каждого нового слоя с одновременной взаимной увязкой с ранее согласованными слоямисогласование каждого нового слоя с одновременной взаимной увязкой с ранее согласованными слоями учет разницы в классификации объектов М1 и М2учет разницы в классификации объектов М1 и М2 учет особенности местности картографируемой территорииучет особенности местности картографируемой территории использование других источников, помимо М2 …использование других источников, помимо М2 …

28 Некоторые элементы технологии Опробование проводилось на примере карт двух масштабов на территорию листа L-38 :Опробование проводилось на примере карт двух масштабов на территорию листа L-38 : L-38 (М1), состояние мест. 1996г.,издание 1998г. L-38-XIV (М2), состояние 1998г., издание 2001 г. Обе карты были идеально оцифрованы по растрам своего масштаба

29 Расхождения объектов на картах Слой Реки DNL Озера DNAR Трубо прово ды LML Нас. Пун. PPA Ж/д RRL А/д RDL Отмет ки высот HYP Рельеф PHLR Раст. VGA Расхож- дения, метры нет нет800 В местоположении - от 400 м до двух и более км В местоположении - от 400 м до двух и более км По форме - в упрощении линий, укрупнении или объединении мелких объектов в более крупные По форме - в упрощении линий, укрупнении или объединении мелких объектов в более крупные В количестве объектов - еще более значительно В количестве объектов - еще более значительно Причина расхождений – обязательно проводимая картографическая генерализация

30 Гидрография (DNAR, DNL) На карте М2 отбираются все объекты, которые присутствуют на карте М1(пересечением объектов)На карте М2 отбираются все объекты, которые присутствуют на карте М1(пересечением объектов) Ручное исправление или удаление объектов, которые выпадают из общей картиныРучное исправление или удаление объектов, которые выпадают из общей картины В слое Реки (DNL) объекты проверяются вручную, т.к. могут возникнуть проблемы с тем, что линейные объекты обрываются или не доходят до какого-либо объектаВ слое Реки (DNL) объекты проверяются вручную, т.к. могут возникнуть проблемы с тем, что линейные объекты обрываются или не доходят до какого-либо объекта После удаления мелких озер или перехода реки из площадной в линейную удаляются технические линииПосле удаления мелких озер или перехода реки из площадной в линейную удаляются технические линии......

31

32

33

34

35

36

37

38 Гидрография (DNAR, DNL) На карте М2 оставлены все озера, которые есть на М1На карте М2 оставлены все озера, которые есть на М1 Не должно смущать на М2 то, что эти же озера на карте М1 имеют большую площадьНе должно смущать на М2 то, что эти же озера на карте М1 имеют большую площадь При составлении бумажной карты сглаживание контуров озер влечет за собой их графическое увеличение, или несколько мелких рядом находящихся озер с карты М2 на карту М1 переносятся путем объединения в общий контур с укрупнениемПри составлении бумажной карты сглаживание контуров озер влечет за собой их графическое увеличение, или несколько мелких рядом находящихся озер с карты М2 на карту М1 переносятся путем объединения в общий контур с укрупнением Несомненным плюсом такого отбора является то, что контуры наиболее значимых объектов DNAR остаются неизменными. Изменение объектов DNAR влечет за собой необходимые коррекции покрытия DNLНесомненным плюсом такого отбора является то, что контуры наиболее значимых объектов DNAR остаются неизменными. Изменение объектов DNAR влечет за собой необходимые коррекции покрытия DNL

39 Дорожная сеть ( RDL )

40

41

42 Дорожная сеть ( RDL ) Несколько проще – все объекты линейныеНесколько проще – все объекты линейные Остаются дороги М2, имеющиеся на М1Остаются дороги М2, имеющиеся на М1 Когда дороге М1 близки две (примерно параллельные) дороги М2 разных классов, оставляется дорога более высокого классаКогда дороге М1 близки две (примерно параллельные) дороги М2 разных классов, оставляется дорога более высокого класса Выполняется выделением соответствующих участков (отрезков) дорог вручнуюВыполняется выделением соответствующих участков (отрезков) дорог вручную

43 Дорожная сеть ( RDL )

44 Дорожная сеть ( RDL )

45 Дорожная сеть ( RDL )

46

47 Изолинии рельефа ( PHRL ) Сложность в том, что ЦТО М1 и М2 имеют различную высоту сечения (50 м и 20 м соответственно)Сложность в том, что ЦТО М1 и М2 имеют различную высоту сечения (50 м и 20 м соответственно) Т.к. количество объектов рельефа на М2 превышает в среднем количество объектов рельефа М1 в 12 раз, то для удобства пользования было решено оставить рельеф М1Т.к. количество объектов рельефа на М2 превышает в среднем количество объектов рельефа М1 в 12 раз, то для удобства пользования было решено оставить рельеф М1 Также в пользу этого варианта говорит то, что согласованная гидрография является взаимоувязанной с рельефом М1Также в пользу этого варианта говорит то, что согласованная гидрография является взаимоувязанной с рельефом М1

48

49

50

51 Расчет временных затрат на согласование некоторых слоев ЦТО М1 и М2 СлойКоличество часов (*) Гидрография (DNAR-озера, водохранилища, крупные реки и каналы) 7 ч. Гидрография (DNL-реки, ручьи, каналы)12 ч. Рельеф (PHLR-горизонтали)2 ч. Рельеф (HYP-отметки высот)2 ч. Населенные пункты (PPA-населенные пункты)4 ч. Дорожная сеть (RDL-дороги, улицы)5 ч. Дорожная сеть (RRL-железные дороги)4 ч. Коммуникации (LML)4 ч. Итого, на 8 основных слоёв (без растительности)40 часов *) По 1-му НЛ м-ба 1:

52 В таблице приведено количество часов, которое необходимо для согласования ЦТО М1 и М2 по территории 1-го НЛ м-ба 1: , взаимной увязки объектов разных слоев новой карты, отбора объектов по их количественным и качественным характеристикам В таблице приведено количество часов, которое необходимо для согласования ЦТО М1 и М2 по территории 1-го НЛ м-ба 1: , взаимной увязки объектов разных слоев новой карты, отбора объектов по их количественным и качественным характеристикам Здесь же учтены затраты на операции, сопутствующие основной технологии (время на перемещение, копирование, сохранение файлов и т.п.) Здесь же учтены затраты на операции, сопутствующие основной технологии (время на перемещение, копирование, сохранение файлов и т.п.) Расчет временных затрат на согласование некоторых слоев ЦТО М1 и М2

53 Сравнительные характеристики по количеству объектов источников и создаваемого продукта Слой / Объекты Объем М1М2 Созданный картографический продукт Реки DNL , 74 Мб ,98 Мб Мб Озера DNAR ,64 Мб Мб Мб Коммун. LML Кб ,03 Мб Кб Нас.п. PPA Кб ,39 Мб Кб Кратность5-82-3

54 Что в результате При разработке картографического продукта на основе взаимной увязки ЦТО карт М1 и М2 основным картографическим материалом была выбрана карта М2 При разработке картографического продукта на основе взаимной увязки ЦТО карт М1 и М2 основным картографическим материалом была выбрана карта М2 Дополнительно использовалась карта М1 в качестве основного «ценза» для отбора объектов карты М2 после ее генерализации Дополнительно использовалась карта М1 в качестве основного «ценза» для отбора объектов карты М2 после ее генерализации Это логично и правильно с точки зрения традиционной картографии, т.к. карты более мелкого масштаба составляются по картам более крупного масштаба, а не наоборот Это логично и правильно с точки зрения традиционной картографии, т.к. карты более мелкого масштаба составляются по картам более крупного масштаба, а не наоборот

55 ДостоинстваДостоинства Все объекты на картах М1 и М2 согласованы, т.к. в качестве основы была взята карта М2, и из нее исключались объекты выборкой по М1 и генерализацией Все объекты на картах М1 и М2 согласованы, т.к. в качестве основы была взята карта М2, и из нее исключались объекты выборкой по М1 и генерализацией Согласно Руководству по картографическим и картоиздательским работам в качестве основного карт.материала для составления и обновления карты М1 используется м-б 1: Согласно Руководству по картографическим и картоиздательским работам в качестве основного карт.материала для составления и обновления карты М1 используется м-б 1: А использование карты М2, позволяет с уверенностью говорить о более точном и детальном ее составлении

56 НедостаткиНедостатки Не все объекты слоёв, которые необходимо генерализовывать, подвергаются автоматизации, что создает дополнительные временные затраты и необходимость вручную проверять все объекты карты Не все объекты слоёв, которые необходимо генерализовывать, подвергаются автоматизации, что создает дополнительные временные затраты и необходимость вручную проверять все объекты карты Объем создаваемого продукта увеличится, т.к. все объекты показываются с достаточной подробностью и извилистостью Объем создаваемого продукта увеличится, т.к. все объекты показываются с достаточной подробностью и извилистостью Таким образом - для создания данного продукта потребуются большие затраты, т.к. процесс создания нового продукта является трудоемким Таким образом - для создания данного продукта потребуются большие затраты, т.к. процесс создания нового продукта является трудоемким

57 Исходные материалы Для создания нового продукта – согласованной (взаимоувязанной) ЦТО для карт геологического содержания масштабов 1: и 1: может быть использован Банк ЦТО масштабов 1: и 1: ФГУНПП «Росгеолфонд»Для создания нового продукта – согласованной (взаимоувязанной) ЦТО для карт геологического содержания масштабов 1: и 1: может быть использован Банк ЦТО масштабов 1: и 1: ФГУНПП «Росгеолфонд» Его материалы давно используются для нужд подведомственных Роснедрам предприятий и организаций

58 Спасибо за внимание!

59 Согласование ЦТО разных масштабов (*) Каждый масштаб – для своих целей, поэтому нельзя проводить просто замену «миллионки» сшитой «двухсоткой» не глядя Каждый масштаб – для своих целей, поэтому нельзя проводить просто замену «миллионки» сшитой «двухсоткой» не глядя Но если даже и заменить, то: Но если даже и заменить, то: Объем 1-й ЦМ «миллионки» может увеличиться в десятки раз (в 1-й ЦМ – 36 «двухсоток») Объем 1-й ЦМ «миллионки» может увеличиться в десятки раз (в 1-й ЦМ – 36 «двухсоток») При этом потребуется разгрузка объектов и генерализация (не автоматическая!!!) Кто возьмется? При этом потребуется разгрузка объектов и генерализация (не автоматическая!!!) Кто возьмется? На сегодня не вся «двухсотка» оцифрована На сегодня не вся «двухсотка» оцифрована Требуется создание нового информационного продукта – взаимоувязанной полимасштабной ЦТО (обоснование, разработка и опробование технологий создания…) Требуется создание нового информационного продукта – взаимоувязанной полимасштабной ЦТО (обоснование, разработка и опробование технологий создания…) *) гг.