Лекция 4.

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

План

4.1 Основные понятия картографии

4.2 Географическая информационная система

Географические информационные технологии (геоинформационные технологии) являются вторым по значимости (после спутниковой навигации) базовым технологическим элементом современных телематических систем на автомобильном транспорте.

Основной целью применения геоинформационных технологий является обеспечение возможности отображения пространственной информации на компьютере в форме электронной карты местности при решении задач управления.

Основными задачами геоинформационных технологий являются создание, хранение, поддержание в актуальном состоянии информации специализированных карт местности и предоставление данной информации пользователям по их запросу.

Геоинформационные технологии обеспечивают обработку всех пространственных данных в цифровой форме. В результате существенно облегчается внесение всевозможных исправлений и уточнений.

Компьютерные системы, обеспечивающие создание электронных карт любых типов и масштабов и их представление пользователям, обозначаются специальным термином «географические информационные системы» (ГИС).

Основные понятия картографии

Геоинформационные технологии возникли в результате объединения возможностей картографии и информатики, поэтому теоретические основы геоинформационных технологий опираются на базовые понятия, принципы и технологии традиционной картографии. Поэтому для понимания принципов разработки и использования геоинформационных технологий необходимо познакомиться с основными понятиями картографии.

Карта земной поверхности – это математически определенное, уменьшенное, генерализованное изображение поверхности Земли, показывающее расположенные или спроецированные на поверхности объекты в принятой системе условных знаков.

При этом под объектами понимаются любые предметы, явления или процессы, изображенные на картах.

Выбор объектов для отображения определяется тематикой карты. В зависимости от тематики карты основное изображение может быть совершенно различным.

Элементы карты. Под элементами карты понимаются:

· картографическое изображение,

· математическая основа карты,

· легенда,

· вспомогательное оснащение,

· дополнительные данные.

Картографическое изображение передает содержание карты, т.е. совокупность сведений об объектах, нанесенных на карту, их размещении в пространстве, свойствах, взаимосвязях и динамике.

Карта – это уменьшенное плоское изображение элементов пространства. Корректное уменьшение изображения возможно лишь при использовании математической основы. В случае топографических карт – это прямоугольная координатная сеть, масштаб и геодезическая основа (изображение участков поверхности земли на топографических картах и планах).

Легенда – система используемых на карте условных знаков и пояснений, раскрывающих ее содержание.

Масштаб карты – отношение длины линии на карте к длине соответствующей линии на земной поверхности. Масштаб показывает, во сколько раз уменьшено картографическое изображение и сколько сантиметров местности содержится в одном сантиметре на карте. Например, масштаб 1:1000000 означает, что 1 сантиметр на карте соответствует 1000000 сантиметров (т.е. 10 километрам) на местности.

Крупномасштабные карты являются основными, поскольку предоставляют первичную информацию, используемую при составлении карт средних и мелких масштабов. Наиболее обычными из них являются топографические карты масштаба крупнее 1:250 000.

Как правило, исходная картографическая информация для электронных транспортных карт, применяемых в диспетчерских системах управления транспортом, выполняющим перевозки пассажиров, грузов в городском и пригородном сообщении, берется с топографических карт масштаба 1:250000 и крупнее.

Среднемасштабные карты. Как крупномасштабные топографические, так и среднемасштабные карты обычно выпускаются комплектами, каждый из которых соответствует определенным требованиям. Большинство среднемасштабных карт издается для нужд регионального планирования или навигации.

Мелкомасштабные или обзорные карты. На картах мелкого масштаба показывается вся поверхность земного шара или значительная ее часть. Трудно точно обозначить границу между мелко- и среднемасштабными картами, однако масштаб 1:10000000 определенно относится к обзорным картам. Большинство карт атласов имеют мелкий масштаб, причем тематически они могут быть очень разными. Почти все вышеобозначенные группы объектов могут быть отражены и на мелкомасштабных картах при условии достаточной генерализации информации. Кроме того, в мелком масштабе составляются карты распространения различных языков, религий, сельскохозяйственных культур, климатические и т.д. В качестве наглядного примера специальных мелкомасштабных карт, хорошо знакомых миллионам людей, можно указать карты погоды.

Генерализация – система отбора и обобщения деталей в зависимости от масштаба изображения. Генерализация возрастает (уменьшается подробность изображения) по мере уменьшения масштаба карт; генерализации подвергаются практически все элементы основы и содержания карты. Например, из водотоков, изображенных на крупномасштабной топографической карте, лишь некоторые могут быть сохранены на карте среднего масштаба; при переходе к обзорным картам требуется дальнейший отбор и сокращение количества элементов.

Помимо изображения рельефа топографические карты содержат и другую полезную информацию. Обычно на них показывают транспортные магистрали, населенные пункты, политические и административные границы. Набор дополнительной информации (наличие лесов, болот, незакрепленные песчаные массивы и т.д.) зависит от назначения карт и характерных черт местности.

Карты для автомобильного транспорта – топографические карты, дополненные изображением элементов транспортной инфраструктуры.