ОСОБЕННОСТИ НЕКОТОРЫХ ВИДОВ КАРТ

Вскоре после начала работы с ГИС вы встретите множество видов карт, представляющих огромное разнообразие возможных тем. Многие виды карт распространены вследствие их доступности, низкой цены и общей полезности для геоинформационных проектов. Поскольку многие приложения ГИС включают пространственные данные, связанные с природными ресурсами, возможно, вследствие исторических корней ГИС, большинство из этих часто используемых типов карт связаны с природной средой. Это не значит, что только карты природного окружения имеют специфические проблемы. Скорее, именно потому, что они так популярны, вам нужно знать о проблемах, с которыми вы встретитесь, используя эти карты. Кроме того, многие из проблем, свойственных этим картам, могут встречаться при работе с картами других типов.

Почвенные карты

Почвенные карты - среди наиболее легкодоступных карт во всем мире, и, конечно, в США. Картографирование почв США приобрело большое значение после засушливых 1930-х годов, когда поверхностный слой почвы был уничтожен на сотнях миль плодородных пашен и пастбищ, особенно на Великих равнинах. Тогда были предприняты усилия по картографированию сельскохозяйственных земель по всей стране для снабжения информацией как индивидуальных фермеров, так и федеральных агентств, ответственных за сохранение этих угодий. В результате почвенные карты повсеместно распространены и часто оказываются в базах данных ГИС.

Почвенные карты создаются в результате наземных измерений и отбора профилей почвы (вертикальных сечений почвы, извлекаемых при бурении). Чаще всего типы почв обозначаются полигонами, заполненными визуально различимымикрапами, или штриховками, нанесенными на аэрофотоснимки исследуемой области, обычно в масштабе приблизительно 1:20000. Тип почвы полигона определяется анализом одного или более кернов, выбранных в его пределах. Большинство полученных таким образом почвенных карт представлены прямо на копиях аэрофотоснимков, хотя некоторые округа имеют версии без снимков в качестве фона. Каждый тип почвы идентифицируется кодом, который связан с табличными данными для этого типа. Наличие этой системы существенно облегчает создание почвенных баз данных.

Хотя эти карты имеют очевидные преимущества готовности и доступности, большого пространственного покрытия и легко получаемых атрибутивных данных, они представляют несколько серьезных проблем для ввода и анализа в ГИС. Во-первых, поскольку карты обычно рисуются прямо на нетрансформированных аэрофотоснимках, на точности положений границ полигонов сильное влияние оказывают вертикальные перемещения самолета с фотокамерой, снижение точности по краям фотографий и искажения положений объектов, вызванные перепадами высот [Avery, 1973]. Короче говоря, все проблемы, связанные с использованием аэрофотоснимков в качестве средств для создания карт, применимы и к почвенным картам. Конечно, поскольку аэрофотоснимки снимаются непосредственно с самолета, пролетающего над земной поверхностью, нет и определенной проекции для этих карт, что затрудняет точные измерения. Вдобавок, так как нет определенной проекции, на этих картах отсутствует и координатная сетка. Все эти условия затрудняют обеспечение совмещения точек на других картах вашей ГИС с соответствующими точками на почвенных картах. Таким образом, удачность любой попытки связать объекты любой карты с объектами на почвенных картах будет в значительной степени зависеть от требуемой точности. Бывает даже трудно ввести эти карты в ГИС, не имея определенной координатной системы и картографической проекции. Некоторые ГИС-продукты не будут работать, если не определить их явно. Дело осложняется еще и тем, что сами почвы, сильно варьирующиеся от места к месту, в природе не встречаются как полигоны с четкими границами. Вместо этого, как многие другие природные феномены, почвы образуют непрерывно изменяющийся континуум.

Проведение резких границ между областями различных типов почв является изменением мерности, которое также снижает ценность существующих почвенных карт для анализа.

Некоторые из упомянутых выше проблем могут быть ослаблены, чтобы почвенные карты внесли свой вклад в геоинформационный анализ. Один из методов коррекции включает устранение искажений, обусловленных рельефом, которые особенно велики при больших перепадах высот. Здесь применяются математические методы, использующие цифровую модель рельефа для геометрической коррекции аэрофотоснимков, в результате которой получаются так называемыеортофотоснимки (orthophoto). Такие геометрически скорректированные снимки более точны, чем их некорректированные собратья, но на них все равно еще нет проекций или координатных сеток. Для малых областей можно пренебречь сферичностью земной поверхности, рассматривая эти изображения как планы. Для помещения вашего снимка в ГИС вместе с другими картами для достижения их пространственного совмещения, вы должны будете выбрать отдельные объекты, которые встречаются на этом снимке и на одной или нескольких картах, которые будут включены в БД ГИС. С помощью таких опорных точек (control points) вы можете собрать данные для выполнения ряда математических преобразований, имитирующих прибор для переноса аэрофотоснимков на проецированные карты, который выполняет повороты и растяжения снимка с тем, чтобы он состыковался с другими картами в вашей базе данных.

Ни один из методов коррекции не устраняет полностью все упомянутые проблемы, но они позволяют использовать аэрофотоснимки, и, в частности, изображенные на них почвенные карты, если вы достаточно осторожны и помните о недостатках этих карт в представлении почв вообще.