Опыт работы с цифровой картой масштаба 1:200 000

КОНВЕРТАЦИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦИФРОВЫХ КАРТ
РОСКАРТОГРАФИИ
Варфоломеев Игорь Викторович, Савельев Андрей Сергеевич
(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 : 1 000 000 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 : 500 000 до
1 : 12 000 000.
С 1997 по 2000 год ГосГисЦентр поэтапно передал Красноярскому филиалу Госцентра
«Природа» более 300 листов цифровых карт масштаба 1 : 200 000 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
А.С.Савельевым программ.
Следует отметить постоянное улучшение качества поступающих из ГосГисЦентра
цифровых картографических материалов. Так, для цифровых карт масштаба 1 : 200 000,
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
описания пространственно-распределенной информации;
физическая структура, средства программной поддержки;
классификатор предметной области.
структурированного
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 : 1 000 000 и 1 : 200 000 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)
5)
6)
7)
8)
промышленные,сельскохозяйственные и социально-культурные объекты;
дорожная сеть (железные и автомобильные дороги, дорожные сооружения);
рельеф (горизонтали);
растительность и грунты;
границы,огpаждения и пpочие объекты.
Транспортные
пути
Населенные
пункты
Слой
растительности
Реки и озера
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
<имя_входного_файла>.MIF
<имя_входного_файла>.MID
<имя_входного_файла>.ATR
<имя_входного_файла>.LNK
<имя_входного_файла>.BRK
LABEL.MIF
WORK.LOG
Содержание
Описание метрики объектов. Полигоны, полилинии, точки и составные
объекты
Код объекта согласно классификатора предметной области и его
уникальный в пределах кода классификатора номер
Таблица аттрибутов объекта
Таблица связей объекта
Таблица прерываний объекта
Слой подписей (объекты типа "TEXT")
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.
Исходный материал в
формате интегрального
файла
Пользователь
ПОЛЬЗОВАТЕЛЬ
ПРОГРАММА
Программа
преобразования
Слой подписей
(MIF)
MapInfo
Метрическая часть
(MIF)
Подпрограмма
выделения
дискретных
объектов
Набор характеристик
формирование
метрики
Набор прерываний
(BRK)
Подпрограмма
выделения
“дырок” в полигонах
Набор связей
(ATR)
Таблицы DBF
(LNK)
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
/
Научноисследовательский
институт
прикладной
математики
и
кибернетики
при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского, 1998г.
2. А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов Геоинформатика
под ред. Д.В. Лисицкого М.:"Картгеоцентр"-"Геоиздат", 1993 - 213с.