Методика создания и функционирования справочно-картографических ГИС тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.33, кандидат технических наук Писарев, Виктор Семенович

• Писарев, Виктор Семенович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Писарев, Виктор Семенович

Введение.

1 Геоинформационные системы, термины, классификация, современное состояние.

1.1 Основные понятия о географической системе.

1.1.1 Краткая история возникновения ГИС.

1.1.2 Фундаментальные понятия, характеризующие ГИС.

1.1.3 Главные функции и признаки ГИС.

1.2 Особенности справочно-картографических ГИС, проблемы их создания и функционирования.

1.2.1 Общие представления о картографической продукции и ее классификация.

1.2.2 Обзор и анализ современной справочно-картографической продукции.21'

2 Разработка концепции и базовых решений при реализации справоч-но-картографических ГИС.

2.1 Понятие справочно-картографических ГИС и их классификация.

2.2 Концепция создания и функционирования справочно-картографических ГИС.

2.3 Базовые методические решения при создании и функционировании справочно-картографических ГИС.

2.4 Технологическая схема создания справочно-картографических

3 Технологические и программные компоненты при создании СК ГИС.

3.1 Потребность в технологических компонентах (дополнительной информации).

3.2 Разработка картографического материала для СК ГИС.

3.3 Разработка и представление технологических компонентов, мультимедийной, статистической и текстовой информации.

3.3.1 Разработка мультимедийных информационных компонентов, на примере создания и функционирования круговых панорам.

3.3.2 Разработка мультимедийных информационных ккомпонентов на примере создания и функционирования фотоальбома.

3.4 Интегрирование технологических компонентов в единую среду (ГИС-оболочку).

3.5 Формирование программного обеспечения для создания справоч-но-картографических ГИС.

4 Реализация разработанной технологии.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методика создания и функционирования справочно-картографических ГИС»

Актуальность темы диссертации. Стремительно развивающийся научно-технический прогресс приводит к тому, что с каждым годом появляется все новое и более совершенное программное обеспечение для создания картографических материалов, на основе которых разрабатываются новые средства коммуникации. Поскольку карта также является каналом передачи пространственной информации, она должна отвечать интересам современного общества. Развитие современного общества диктует новые требования к содержанию карт, методам представления картографического материала и информационному сопровождению. Оперативное информационно-картографическое сопровождение динамично развивающегося общества должно быть- представлено с учетом новейших достижений науки и техники в области картографии, а также развития информационных технологий, мобильной связи и Интернет.

Большой вклад в развитие современной картографии? в части широкого использования компьютерных методов, геоинформационных технологий, телекоммуникационных систем внесли известные отечественные ученые: Баранов Ю.Б., Берлянт A.M., Бугаевский Ю.Л., Жалковский Е.А., Журкин И.Г., Капралов E.F., Кошкарев A.B., Лурье И.К., Лисицкий Д.В., Мартыненко А.И., Новаков-ский Б.А., Тикунов B.C., Ушакова A.A., Халугин Е.И., Цветков В.Я., Чумаченко A.Hi, Шайтура C.B., Шибалов С.Н. и др:

Одним, из новых современных средств коммуникации является справоч-но-картографическая продукция (СКП) в электронном виде. СКП - это особый класс картографических произведений, представляющий» собой совокупность информационных массивов и программных средств, обеспечивающих формирование цифровой картографической модели с возможным включением средств мультимедиа и поисковой системы.

Управляются* СКП, как правило, специализированным программным обеспечением, в котором заложены все необходимые функции для работы с картографическим. и текстовым материалом. Такая справочнокартографическая продукция позволяет пользователю визуализировать картографические и семантические пространственные данные и на ее основе предоставлять комплексную информацию об отдельном объекте или местности в целом.

В нашей стране в последние годы были выполнены отдельные разработки в этой области, выпущен большой объем справочно-картографической продукции на несколько городов и отдельные регионы, однако в целом полученные результаты носят чисто производственный характер, не систематизированы и научно не обоснованы. В отечественной и зарубежной технической литературе приводится явно недостаточно сведений о научно-методическом обосновании, о разработках научно-методических основ этого нового и специфического направления в картографии. Это и обусловило выбор направления настоящих исследований.

В лаборатории геоинформационного картографирования СГГА на протяжении 10 лет проводятся работы по исследованию разнообразных геоинформационных систем, предназначенных для массового использования, в том числе автором проводятся работы по разработке справочно-картографических ГИС.

Целью диссертационной работы является разработка методики создания и функционирования справочно-картографических ГИС, исследование особенностей и требований, предъявляемых к технологическим и программным компонентам.

Решаемые задачи. Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:

1. обосновать новый вид картографических произведений — справочно-картографические ГИС (СК ГИС);

2. разработать концептуальные положения, базовые решения и типовую структуру создаваемых справочно-картографических ГИС;

3. разработать технологическую схему создания и использования справочно-картографических ГИС;

4. разработать эффективную справочно-поисковую систему; 5

5. осуществить апробацию разработанной методики. Объект и предмет исследования

Объектом исследования является справочно-картографическая продукция на электронных носителях и в сети Интернет. Предметом исследования является методика создания и функционирования справочно-картографических ГИС. Методы и средства исследования

При решении поставленных задач использовались методы системного подхода и сравнительного анализа с использованием современных компьютерных средств и программного обеспечения, методы и средства мультимедиа. Также использовались карты, атласы, другая справочно-картографическая продукция на электронных носителях и в сети Интернет и соответствующее программное обеспечение.

Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем.

1. Обосновано' и сформулировано определение понятия «справочно-картографическая ГИС».

2. Разработаны концепция, методика построения справочно-картографи-ческих ГИС.

3. Разработана новая уникальная справочно-поисковая* система.

4. Разработана технология создания и функционирования СК ГИС.

5. Апробированы методика и* технология! создания и функционирования СКГИС.

Практическая ценность

Разработанная методика реализована в виде оригинальной технологии-и апробирована на примере создания нескольких справочно-картографических ГИС на два субъекта и на два города Российской Федерации: На защиту выносятся:

1)' научно-методические основы построения СК ГИС;

2) новая справочно-поисковая система, многоаспектного сетевого доступа к информации;

3) технологическая схема создания и функционирования справочно-кар-тографических ГИС.

Кроме того, было сформулировано и предложено авторское определение справочно-картографических ГИС.

Реализация результатов работы

Основные положения диссертационной работы и практические результаты легли в основу выполнения ряда производственных проектов по созданию справочно-картографических ГИС. В частности, по разработанной методике создано несколько справочно-картографических систем и электронных атласов по Новосибирской области и для Ханты-Мансийского автономного округа -Югры.

Диссертационные исследования выполнены в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. по государственному контракту №02.740.11.0735. Тема диссертации также связана с плановыми исследованиями, проведенными по госбюджетным темам СГГА (номера государственной регистрации 6.30.126, 012001.05.009, 6.30.199). Основные положения, разработанные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс, дипломное проектирование и студенческую научную деятельность кафедры картографии и геоинформатики СГТА, что подтверждено соответствующими актами.

Апробация. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований представлены в докладах на различных научно-технических конференциях: БЗ региональном семинаре «Проблемы педагогической инноватики. Компьютерная дидактика», ноябрь 2002 г., Медиа-Центр НГПУ, г. Новосибирск; международной научно-технической конференции «Современные проблемы геодезии и оптики», посвященной 70-летию НИИГАиК, апрель 2003 г., СГТА, г. Новосибирск; LIV научно-технической конференции, посвященной 225-летию геодезического образования в России, 19-23 апреля 2004 г., СГГА, г. Новосибирск; международных научных конгрессах «ГЕО-Сибирь» в 2005-2010 гг., СГГА, г. Новосибирск; 2-й региональной научно-практической конференции 23-24 марта

2006 г., ИрГУТ, г. Иркутск; VIII научной конференции по тематическому картографированию, 21-23 ноября 2006 г., г. Иркутск; ХХШ Международной картографической конференции, 4-7 августа 2007 г., г. Москва; региональной научно-методической конференции «Актуальные вопросы модернизации высшего образования», 11-12 февраля 2010 г., СГГА, г. Новосибирск.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 19 работ (15 научных статей в соавторстве), в том числе 1 - в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка использованных источников, включающего 68 наименований. Содержание изложено на 113 страницах. В работу входят 30 рисунков, 5 таблиц и 3 приложения.

Заключение диссертации по теме «Картография», Писарев, Виктор Семенович

Вывод:

Большое количество разработанных и приведенных выше картографических систем для двух субъектов Российской Федерации наглядно демонстрирует актуальность выбранного автором направления исследования и подтверждает правильность в подходе к разработанной методике создания и функционирования справочно-картографических ГИС.

Апробирование и реализация разработанной методики, а также большой интерес к созданным справочно-картографическим ГИС подтвердили в целом правильность предложенных концептуальных и методических решений, разработанных критериев и требований, предложений и рекомендаций по выбору форматов данных, программного обеспечения, по структуре и содержанию СК ГИС, по технологическим схемам и др.

Выполненная работа открывает новые возможности для современной; картографии в области использования ее широкими слоями потребителей: органами власти и управления, отраслевыми структурами, отдельными предприятиями и населением.

Заключение

В ходе проведения теоретико-методических исследовании и экспериментальных работ была достигнута и решена основная цель диссертационной работы - разработана методика; создания и функционирования справочно-картографических ГИС.

Проведенные исследования; позволяют сформулировать следующие результаты и выводы:

1) Обосновано и сформулировано определение сущности понятия - спра-вочно-картографические РИС, позволяющие пользователю видеть картографические и семантические данные о территорий и. на; ее основе получать комплексную информацию об объекте местности: При работе со справочно-картографическими ГИС пользователь получает достоверную и в то же время систематизированную информацию и на ее основе принимает пространственное решение.

2) Разработана концепция, базовые решения; структура, технические условия и научно-методические решения^ построения справочно-картографических ГИС, которые призваны обеспечивать общественные потребности в систематизированной, отобранной по целевому назначению достаточно долговременной по своей значимости информации;

3) Разработана система многоаспектного сетевого доступа к информации, обеспечивающая эффективное выполнение справочно-поисковых. функций. СК ГИС. . • ■.':•'•. л. '

4) Разработана типовая технологическая схема создания справочно-картографических ГИС, позволяющая разрабатывать новые образцы справочнокартографических ГИС на различные административные территории, разработано содержание всех 11 типовых технологических этапов.

5) Обоснованы потребности, особенности и преимущества использования мультимедийных компонентов, статистической и текстовой информации; разработана методика интегрирования технологических процессов в единую среду; разработан состав и функции интерактивной ГИС-оболочки.

6) Осуществлена апробация разработанной методики создания СК ГИС, выполнена ее экспериментальная и производственная реализация на примере создания и тиражного выпуска информационно-справочных систем на города Новосибирск и Ханты-Мансийск.

Выполненные исследования и разработки внедрены в учебный процесс СГГА, лекционные и практические занятия, студенческую научную работу и дипломное проектирование.

Достоверность выполненных исследований и разработок методики создания и функционирования справочно-картографических ГИС подтверждена соответствующими актами о внедрении Новосибирского института повышения квалификации и переподготовки работников образования от 14 ноября 2002 г., учебно-методического совета Института геодезии и менеджмента СГГА от 26 ноября 2002 г., учебно-методического совета Института дистанционного зондирования и природопользования СГГА от 17 декабря 2002 г., открытого акционерного общества «НПЦ Мониторинг» Ханты-Мансийского автономного округа - Югра от 06 октября 2009 г.

Полученные автором результаты позволяют сделать вывод о том, что цель, поставленная в диссертационной работе, достигнута.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Писарев, Виктор Семенович, 2010 год

1. Геоинформатика Текст.: толковый словарь основных терминов / Ю.Б. Баранов, A.M. Берлянт, Е.Г. Капралов и др. М.: ГИС-Ассоциация, 1999.-2004 с.

2. Основы геоинформатики Текст.: в 2 кн. Кн. 1: учеб. пособие для студ. вузов / Е.Г. Капралов, A.B. Кошкарев, B.C. Тикунов и др. М.: Академия, 2004.-352 с.

3. Геоинформатика Текст.: в 2 кн. Кн. 1: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Е.Г. Капралов, A.B. Кошкарев, B.C. Тикунов и др. 2-е изд., пере-раб. и доп. - М.: Академия, 2008. - 384 с.

4. Кошкарев, A.B. Геоинформатика Текст. / A.B. Кошкарев, B.C. Тикунов; под ред. Лисицкого Д.В. М.: Картгеоцентр - Геоиздат, 1993. - 213 с.

5. ДеМерс, М.Н. Географические информационные системы. Основы Текст.: учебник / М.Н. ДеМерс. М.: Дата+, 1999. - 490 с.

6. Claree, К.С. Geographic information systems: definitions and prospects. -Bull. Geogr. And Map Div. Spec. Libr. Assoc., 1985, N 142, hh. 12-17.

7. Тикунов, B.C. Современные средства исследования системы «общество— природная среда» / B.C. Тикунов // Известия Всесоюзн. географич. общества. 1989. - Т. 121. - Вып. 4. - С. 229-306.

8. Кошкарев, A.B. Картография и геоинформатика: пути взаимодействия / A.B. Кошкарев // Изв. АН СССР, сер. Геогр. 1990. - № 1. - С. 32.

9. Карпик, А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий.Текст.: монография / А.П. Карпик. — Новосибирск: СГГА, 2004. 260 с.

10. Энциклопедия кибернетики Текст. В 2 т. Т. 1. Киев: Главная редакция Украинской советской энциклопедии, 1975. — 607 с.

11. Спринт-Информ Электронный ресурс. Web-мастер Фридланд А.Я., Ханамирова Л.С., Фридланд И.А., Фридланд В.А. Режим доступа: http://www.sprint-inform.ru, свободный.

12. Острейковский, В.А. Информатика Текст.: учеб. для вузов / В.А. Ост-рейковский. — М.: Высш. шк., 2000. — 511 е.: ил.

13. Берлянт, A.M. Развитие теории и методов создания геоизображений /

14. A.M. Берлянт // Геодезия и картография. 2001. - № 11. - С. 35-41.

15. Жалковский, Е.А. Цифровая картография и геоинформатика. Краткий терминологический словарь Текст. / Е.А. Жалковский, Е.И. Халугин и др.; под общей ред. Е.А. Жалковского. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1999. - 46 с.

16. Цветков, В.Я. Геоинформационные системы и технологии Текст. /

17. B.Я. Цветков. М.: Финансы и статистика, 1993. - 288 с.

18. Шайтура, C.B. Геоинформационные системы и методы их создания Текст. / C.B. Шайтура. Калуга: Изд-во Н.Бочкаревой, 1998. - 252 с.26 http://ru.wikipedia.org/wiki^aHHbie

19. Берлянт, A.M. Картографический словарь Текст. / A.M. Берлянт. М.: Научный мир, 2005. — 424 с.

20. Берлянт, A.M. Геоинформационное картографирование Текст.: учебник / A.M. Берлянт. М.: Аспект Пресс, 1993: - 64 с. ,

21. Берлянт, A.M. Динамические карты новый вид картографических произведений Текст. / A.M. Берлянт, JI.A. Ушакова // Геодезия и картография. - 1993. -№ 3. - С. 36^11.

22. Берлянт, A.M. Теория геоизображений Текст. / A.M. Берлянт, Н.П. Ку-раленко. М.: ГЕОС, 2006. - 261 с.

23. Берлянт, A.M. Геоиконика Текст. / A.M. Берлянт. М., 1996. - 208 с.

24. Берлянт, A.M. Образ* пространства: карта и информация Текст. / A.M. Берлянт. М.: Мысль, 1986.

25. Справочник по картографии Текст. / А.М-. Берлянт, A.B. Гедымин, Ю.Г. Кельнер и др.; под ред. Е.И. Халугина. -М.: Просвещение, 1997.-428 е.: ил.

26. Бочаров, М.К. Основы теории проектирования систем картографических знаков Текст. / М.К. Бочаров. М.: Недра, 1966. - 135 с.

27. Востокова, A.B. Оформление карт. Компьютерный дизайн Текст.: учебник / A.B. Востокова, С.М. Кошель, JI.A. Ушакова. М.: Аспект Пресс, 2002.-288 с.

28. ГОСТ 21667-76. Картография. Термины и определения Текст. М.: Изд-во стандартов, 1990.

29. ГОСТ 28441-90. Картография цифровая. Термины и определения Текст. — М.: Изд-во стандартов, 1990.

30. ГОСТ Р 50828-95. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования Текст. -М;: Госстандарт России, 1995. — 19 с.

31. ГОСТ Р 51353-99. Геоинформационное картографирование. Метаданные электронных карт. Состав и содержание Текст. М:: Госстандарт России, 1999.

32. ГОСТ Р 51608-2000. Карты цифровые топографические. Требования к качеству Текст. М.: Госстандарт России, 2000.

33. ГОСТ Р 52055-2003. Геоинформационное картографирование. Пространственные модели местности. Общие требования Текст. — М.: Госстандарт России, 2003.

34. Тикунов, B.C. Мультимедиа в географии Текст. // Вестн. МГУ. Сер. География. 1995. - № 5. - С. 47-52.

35. Кошкарев, A.B. Словарь по геоинформатике Текст. / A.B. Кошкарев.

36. Кошкарев, A.B. Геоинформатика Текст. / A.B. Кошкарев, B.C. Тикунов; под ред. Д.В. Лисицкого. -М.: Картгеоцентр-Геоиздат, 1993.-213 с.

37. Лисицкий, Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности Текст. / Д.В. Лисицкий. М.: Недра, 1988. - 261 е.: ил.

38. Сб. материалов научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2005», СГГА, Новосибирск.-С. 10-13.

39. Жадаев, Б. Macromedia Flash 8: Визуальный самоучитель Текст. / Б. Жадаев. М.: 100 книг: Триумф, 2007. - 368 е.: ил.

40. Жалковский, Е.А. Цифровая картография и геоинформатика. Краткий терминологический словарь Текст. / Е.А. Жалковский, Е.И. Халугин; под общ. ред. Е.А. Жалковского. -М.: Картгеоцент-Геоиздат, 1999.-46 с.

41. Пошивайло, Я.Г. Разработка и использование комплексной технологии составления и подготовки к изданию географических карт и атласов с использованием компьютерной техники Текст.: автореф. дис. канд. техн. наук / Я.Г. Пошивайло. Новосибирск, 2001. - 26 с.

42. Писарев, B.C. Создание электронного атласа Новосибирской области «Люби и знай свой край родной» для средней школы Текст. /B.C. Писарев, Е.В. Комисарова//ГЕО-Сибирь-2005. Т. 4, Геоинформатика.

43. Писарев, B.C. Справочно-картографические ГИС: назначение, сущность, технология и опыт реализации Текст. /B.C. Писарев // Геодезия и картография. 2008. - № 2. - С. 31-35.

44. Сб. материалов научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2005», СГГА, Новосибирск-С. 116-120.

45. Условные знаки для топографических карт масштабов 1 :25 ООО, 1 : 50 ООО, 1 : 100 000 Текст. / ВТУ ГШ. М., 1983. - 90 с.

46. Условные знаки для топографических карт масштабов 1 : 200 000, 1 : 500 000 Текст. -М.: Недра, 1983.

47. Условные знаки для топографических планов масштабов 1 : 5 000, 1 : 2 000, 1 : 1 000, 1 : 500 Текст. -М.: Недра, 1989.-286 с.

48. Цветков, В.Я. Модели в информационных технологиях Текст. М., 2006.-85 с.

49. Географический атлас России Атлас. — М.: Роскартография, 2005. — 186 с.

50. Атлас Новосибирской области Атлас. М.: Роскартография, 2002.52 с.

51. Атлас «Люби и знай свой край» для школ Новосибирской области Атлас. -М.: Роскартография, 1998. 32 с.

52. Атлас юного туриста-краеведа Новосибирской области Атлас. М.: Роскартография, 1996.-40 с.