Конвертация и использование цифровых карт роскартографии

КОНВЕРТАЦИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ цифровыХ карт Роскартографии

,

(Красноярский филиал Госцентра «Природа»)

В статье рассматриваются вопросы использования цифровых карт Роскартографии для создания топографических основ, обсуждается формат интегрального файла для обмена картографической информацией и программа конвертации файлов.

Введение

Красноярским филиалом Госцентра "Природа" в 1996 году были получены 25 листов цифровых карт масштаба 1 : 1 на территорию Красноярского края в обменном формате DXF. Конвертация данных из форматов Роскартографии была осуществлена ГосГисЦентром (г. Москва).

Качество этих цифровых карт было невысоким из-за большого количества встречающихся ошибок оцифровки - "недоводов", несуществующих пересечений объектов, несовпадений реально совпадающих цепочек. Тем не менее, эти цифровые карты стали базовыми для создания обзорных мелкомасштабных материалов в ГИС «Территориальный комплексный кадастр природных ресурсов». Для этих целей были проведены работы по актуализации цифровых карт, включающей исправление ошибок и обновление данных.

На основе актуализированных цифровых карт были подготовлены генерализированные топографические основы на территорию края различных масштабов от 1 : до 1 :

С 1997 по 2000 год ГосГисЦентр поэтапно передал Красноярскому филиалу Госцентра «Природа» более 300 листов цифровых карт масштаба 1 : в обменных формате F1M и в формате интегрального файла на всю территорию Красноярского края. Перевод цифровых карт в форматы ГИС MapInfo и ArcView осуществлялся при помощи разработанных программ.

Следует отметить постоянное улучшение качества поступающих из ГосГисЦентра цифровых картографических материалов. Так, для цифровых карт масштаба 1 : , полученных в 2000 году, проверка топологии объектов внутри листа показала практически полное отсутствие ошибок оцифровки. В последние годы Роскартография распространяет свои материалы в формате интегрального файла, что также положительно сказывается на качестве карт.

Формат обмена интегрального файла

Фоpмат обмена (расширение файла DDC) пpедназначен для долговpеменного хpанения баз данных цифровых топокарт и для обмена с другими системами.

Формат интегрального файла цифровой картографической информации позволяет кодировать и передавать базы данных цифровых топокарт, комплекты файлов штрихов для баз данных цифровых топокарт, комплекты сопроводительных документов. Файл штрихов содержит растровое представление одного расчлененного оригинала топокарты или плана города [1].

Формат обмена интегрального файла цифровой картографической информации обладает свойствами, которые позволяют использовать его в различных системах, связанных с обработкой цифровой картографической информации. Все данные содержатся в одном файле, что облегчает учет и архивацию данных, обеспечивает ускорение процесса передачи данных и надежность их контроля, позволяет разрабатывать эффективные средства выборки информации. Вся информация об отдельном объекте базы данных цифровой карты содержится в одной записи файла. Это обеспечивает более надежное хранение информации (в случае сбоев исключается потеря информации всех объектов).

В формате предусмотрена возможность представления метрической информации в символьном варианте, как в системе координат листа, так и в геодезических координатах. Наличие символьной версии формата облегчает перенос информации на различные аппаратные платформы, а также упрощает разработку программ конверторов в другие форматы.

Характерной особенностью формата интегрального файла является наличие ряда сложных характеристик объекта с их специальным оформлением и аппарата их поддержки для более эффективного решения задач, связанных со структуризованным метрическим описанием информации, а также с кодированием и поддержкой топологии пространственно - логических и топологических отношений и связей пространственно распределенных объектов [1].

Все программы, работающие с интегральным файлом, используют цифровую модель картографического документа, разработанную в Роскартографии. Она состоит из множества формализованных описаний, оформленных в виде записей формата. Каждая запись представляется объектом с присвоенным ему классификационным кодом и номером и отражает в себе различные картографические ситуации.

Конвертация карт из формата Интегрального файла в форматы MapInfo

Для извлечения информации из предоставленного файла была создана программа конвертации цифровых карт формата интегрального файла в обменный формат MapInfo (MIF/MID). Программа построена на основе следующих описаний обменного формата интегрального файла:

·  объектно-ориентированная модель тополого-метрического структурированного описания пространственно-распределенной информации;

·  физическая структура, средства программной поддержки;

·  классификатор предметной области.

Формат данных программы MapInfo относится к последовательным (объектным) форматам, поэтому в форматы MIF/MID непосредственно можно выгрузить лишь метрическую и аттрибутную части описания объекта. Для обеспечения возможностей использования аппарата связей и прерываний формируются соответствующие DBF-таблицы, а также таблицы атрибутов, которые могут быть использованы для последующего анализа в MAPINFO средствами SQL/GeoSQL. Некоторые действия, связанные с использованием связей и прерываний, производятся самой программой преобразования. Это, например, разрыв линии при физическом прерывании объекта, выделение "дырок" в полигонах и т. д.

Описание картографических объектов внутри модели осуществляется на базе классификатора предметной области, где каждой информационной единице (объекту или характеристике) присвоен соответствующий иерархический код. На цифровых топокартах масштаба 1 : 1 и 1 : в соответствии с классификатором картографической информации выделены следующие информационные слои:

1)  математическая основа карты (пункты государственной геодезической сети);

2)  гидрография (объекты гидpогpафической сети, объекты суши, омываемые водой, гидротехнические сооружения для хозяйственного использования водных ресурсов);

3)  населенные пункты и их структурные части;

4)  промышленные, сельскохозяйственные и социально-культурные объекты;

5)  дорожная сеть (железные и автомобильные дороги, дорожные сооружения);

6)  рельеф (горизонтали);

7)  растительность и грунты;

8)  границы, огpаждения и пpочие объекты.

 

Рис.1. Слои цифровой топографической карты.

В описании метрики объекта приводятся координаты точек в системе координат планшета карты. Для их перевода в систему координат Гаусса-Крюгера используется афинное преобразование. В качестве исходных точек для поиска коэффициентов преобразования взяты углы рамки листа в системах координат планшета и Гаусса-Крюгера. Программа преобразования выводит из интегрального файла прямолинейные и огибающие объекты подписи.

Программа формирует на основе интегрального файла следующие файлы:

Выходной файл	Содержание
<имя_входного_файла>.MIF	Описание метрики объектов. Полигоны, полилинии, точки и составные объекты
<имя_входного_файла>.MID	Код объекта согласно классификатора предметной области и его уникальный в пределах кода классификатора номер
<имя_входного_файла>.ATR	Таблица аттрибутов объекта
<имя_входного_файла>.LNK	Таблица связей объекта
<имя_входного_файла>.BRK	Таблица прерываний объекта
LABEL. MIF	Слой подписей (объекты типа "TEXT")
WORK. LOG	Протокол работы программы.

На рис.2. показана принципиальная схема работы программы. Программа преобразования использует указанный классификационный код для выборки объектов из интегрального файла. Формируется картографический слой в формате MIF/MID, содержащий графическую часть объекта и идентификационный код, по которому объекты связываются с таблицами характеристик, межобъектных отношений, прерываний и т. д.

 

Рис.2. Схема обработки формата интегрального файла.

Заключение.

Разработанная программа конвертации позволила подготовить цифровые топографические основы различных масштабов для нескольких ГИС, созданных в Красноярском филиале Госцентра «Природа» и используемых управленческими и природоохранными структурами. Вот некоторые из этих геоинформационных систем:

·  ГИС зоны наблюдения Горно-химического комбината;

·  ГИС «Разрабатываемые месторождения Красноярского края»;

·  ГИС «Особо охраняемые природные территории Красноярского края».

Литература.

1.  Описание формата Интегрального файла Роскартографии / Научно-исследовательский институт прикладной математики и кибернетики
при Нижегородском государственном университете им. , 1998г.

2.  , Геоинформатика
под ред. - М.:"Картгеоцентр"-"Геоиздат", 1с.