Разработка методики формирования картографической базы данных по объектам дорожной сети тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.33, кандидат технических наук Кудрявцев, Леонид Витальевич

• Кудрявцев, Леонид Витальевич
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Кудрявцев, Леонид Витальевич

Содержание.

Введение.

Глава I Пути сообщения. Виды транспорта.

1.1 Железнодорожный транспорт.

1.2 Автомобильный транспорт.

1.3 Водный транспорт.

1.4 Воздушный транспорт.

1.5 Трубопроводный транспорт.

Глава II Концепция камерального геоинформационного картографирования.

2.1 Формирование картографической базы данных.

2.2 Преобразование содержания картографической базы данных.

2.3 Использование картографической базы данных.

Глава III Разработка методики формирования картографической базы данных по объектам путей сообщения.

3.1 Анализ исходных картографических материалов.

3.1.1 Основные картографические материалы масштаба 1:1 ООО ООО.

3.1.2 Дополнительные картографические материалы.

3.2 Совершенствование системы классификации и кодирования путей сообщения.

3.2.1 Железные дороги.

3.2.2 Автомобильные дороги.

3.2.3 Водный транспорт.

3.2.4 Воздушный транспорт.

3.3 Обновление картографической базы данных.

Глава IV Разработка методики преобразования содержания картографической базы данных и создание производных картооснов.

4.1 Концепция автоматизированного отбора картографических объектов.

4.2 Методика автоматизированного отбора объектов путей сообщения.

4.2.1 Густота дорожной сети.

4.2.2 Отбор объектов дорожной сети.

4.2.3 Реализация методики автоматизированного отбора железных и автомобильных дорог.

Глава V Апробирование методик формирования и преобразования картографической базы данных.

5.1 Формирование картографической базы данных.

5.1.1 Выбор и анализ основного и дополнительного картографического материала.

5.1.2 Определение структуры картографической базы данных.

5.1.3 Редактирование картографической базы данных.

5.2 Формирование базовой цифровой картографической основы масштаба 1:2 500 ООО

5.3 Преобразование содержания базовой цифровой картографической основы и получение производных картографических основ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка методики формирования картографической базы данных по объектам дорожной сети»

Актуальность темы исследования

На современном уровне развития общества автоматизацию процессов создания и использования карт необходимо осуществлять на основе картографической базы данных. При этом картографическая база данных должна обеспечивать автоматизацию, как технологических процессов создания карты, так и информационных, обеспечивающих запросно-ответный режим работы. Это требует наличия в базе данных соответствующей информации, которая должна формироваться из различных источников, как традиционных, так и цифровых.

Практически во всех известных случаях цифровые карты создаются в фиксированных масштабах. В существующих базах данных одни и те же явления часто отображены множественными представлениями. Это неэкономично, но избежать этого пока не удается, ибо соответствующие методы автоматизированного перехода пока еще недостаточно разработаны.

Все развитые страны ведут в этой области работы по созданию и обновлению национальных цифровых карт разного масштаба. Однако существующие продукты и существующие методики не предполагают использования картографической базы данных для автоматизированного создания общегеографических карт различного масштаба.

Цель исследования - разработка методики формирования цифровой картографической базы данных по объектам дорожной сети и преобразования её содержания для получения цифровых картографических основ.

Задачи исследования:

1. Анализ значимости путей сообщения, их особенностей и способов представления различными организациями и ведомствами.

2. Определение и изучение источников информации для совершенствования системы классификации и кодирования объектов путей сообщения и для формирования картографической базы данных.

3. Обоснование содержания картографической базы данных объектов дорожной сети для реализации технологических процессов.

4. Анализ густоты, графической нагрузки объектов путей сообщения на общегеографических картах масштабов от 1:200 ООО до 1:8 ООО ООО.

5. Определение зависимости густоты и графической нагрузки объектов путей сообщения от масштаба карты.

6. Апробирование разработанной методики

Методы исследования. Исследования опирались на научные принципы и идеи в области автоматизации картографических процессов, разработанные В.И. Суховым, Е.И. Халугиным, A.C. Васмутом,

A.И. Мартыненко, А.Г.Ивановым, Д.В. Лисицким, С.Н. Сербенюком,

B.C. Тикуновым и др. В основу работы положены исследования по геоинформационному картографированию, выполненные на кафедре картографии Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) под научным руководством профессора, д.т.н. Иванова А.Г.

Основными используемыми методами являются эмпирико-математический, метод статистического анализа и картографический метод исследования.

Научная новизна исследования заключается в разработке методики формирования и преобразования картографической базы данных по объектам дорожной сети для автоматизации информационных и технологических процессов создания цифровых картографических основ.

Наиболее оригинальные исследования автора состоят в следующем:

1. Исследованы густота, графическая нагрузка объектов путей сообщения на общегеографических картах ряда масштабов: 1:200 ООО, 1:1 ООО ООО; 1:2 500 ООО; 1:3 ООО ООО; 1:5 ООО ООО; 1:8 ООО ООО.

2. Значительно расширена система классификации и кодирования дорожной сети. Введены новые характеристики и предложен сквозной атрибут значимости.

3. Скорректирован математический аппарат, позволяющий установить характер и зависимость густоты объектов дорожной сети от масштабов общегеографических карт.

4. Разработаны алгоритмы по автоматизации преобразования картографической базы данных:

- вычисления густоты дорожной сети на производных цифровых картографических основах;

- автоматизированного отбора элементов путей сообщения.

5. Составлены оригинальные картографические основы путей сообщения карт Владимирской и Новосибирской областей в масштабах: 1:2 500 000, 1:3 000 000, 1:5 000 000.

6. Предложены направления дальнейшего развития геоинформационного мелкомасштабного картографирования объектов транспортных сетей.

Правомерность и корректность разработанной методики подтверждена экспериментальными работами по формированию картографической базы данных по объектам путей сообщения.

Практическое значение исследования

Методика формирования картографической базы данных по объектам дорожной сети реализована на примере составления цифровой картографической основы путей сообщения Владимирской и Новосибирской областей масштабов 1:3 ООО ООО, 1:5 ООО ООО.

Результаты разработанной методики используются в учебном процессе по курсу «Геоинформационное картографирование», читаемом на кафедре картографии Московского университета геодезии и картографии.

По предложенной методике также выполняются работы в «Научно-учебном центре геоинформационного картографирования» МИИГАиК.

На защиту выносятся:

1. Методика создания картографической базы данных по объектам дорожной сети на базе цифровых топографических карт масштаба 1:1 ООО ООО.

2. Методика преобразования содержания картографической базы данных и создания производных картографических основ.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Геодезия, Картография и Кадастр XXI век» в МИИГАиК, на научно-технических конференциях студентов, аспирантов, молодых ученых МИИГАиК (2006 - 2010гг.), на IV Всеукраинской научно-практической конференции «Национальное картографирование: состояние, проблемы и перспективы развития». Результаты диссертационных исследований изложены в семи опубликованных статьях.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 26 таблиц и 18 рисунков. Объем диссертации 124 страниц. Библиография включает 46 наименований.

Заключение диссертации по теме «Картография», Кудрявцев, Леонид Витальевич

Заключение

В соответствии с поставленной целью выполнены теоретические и экспериментальные исследования, которые привели к следующим основным результатам и выводам:

1. Определены особенности путей сообщения и способы их представления различными организациями и ведомствами.

2. Проведен анализ источников для совершенствования системы классификации и кодирования объектов путей сообщения и для формирования картографической базы данных.

3. Выполнен анализ густоты, графической нагрузки объектов дорожной сети на общегеографических картах масштабов от 1:200 ООО до 1:8 000 ООО.

4. Определена зависимость густоты и графической нагрузки объектов дорожной сети от масштаба карты.

5. Разработан математический аппарат расчета густоты объектов дорожной сети на производных картографических основах.

6. Выполнен значительный объем работ по апробации разработанных методик на примере создания цифровых картографических основ дорожной сети Владимирской и Новосибирской областей масштабов 1:2 500 000, 1:3 000 000, 1:5 000 000.

7. Практически подтверждены теоретические принципы разработанной методики.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Кудрявцев, Леонид Витальевич, 2010 год

1. Берлянт A.M. Картография: Учебник для вузов. М.: Аспект Пресс, 2001. - 336с.

2. Билич Ю.С., Васмут А.С, Проектирование и составление карт. М.: Недра, 1984. - 364с.

3. Гараевская JI.C. Редактирование мелкомасштабных карт и атласов. М.: Геоиздат, 1969.-112 с.

4. Геоинформационное картографирование. Пространственные данные, цифровые и электронные карты. Общие требования// ГОСТ Р 50838-95.-М.:1995

5. Заруцкая И.П., Сваткова Т.Г. Проектирование и составление карт. М.: МГУ, 1982.-208 с.

6. Кантор И.И. Изыскания и проектирование железных дорог. М.: Академкнига, 2003. - 288 с.:ил.

7. Картография. Вып. 4. Геоинформационные системы: Сб. перев. статей / Сост., ред. И предисл. А.М.Берлянт, B.C. Тикунов. М.: Картгеоцентр-геоиздат, 1994. - 350 с.

8. Комиссарова Т.С. Картография с основами топографии. М.: Просвещение, 2001. - 182 с.

9. Кошкарев A.B., Тикунов B.C. Геоинформатика. М.: Картгеоцентр-геоиздат, 1993.-212 с.

10. П.Кравцова В.И. Космические методы картографирования. М.: Издательство МГУ, 1995. - 240 с.

11. Лёвин Б.А., Круглов В.М., Матвеев С.И., Цветков В.Я., Коугия В.А. Геоинформатика транспорта. М.: ВИНИТИ РАН, 2006. - 336 с.

12. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. М.: Книжный дом университет, 2010. 424 с.

13. Основы геоинформатики: В 2 кн. / Капралов Е.Г., Кошкарев A.B., Тикунов B.C. и др.; Под ред. B.C. Тикунова- М.: Издательский центр «Академия», 2004. Кн. 1-2.

14. Основы эксплуатационной работы железных дорог / Кудрявцев В.А., Ковалев, В.И:, Кузнецов П.А и др.; Под ред. В.А.Кудрявцева 2-е изд., стер. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 352 с.

15. Осуществление внедрения разработок по камеральному геоинформационному картографированию (проект) // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Геодезия,картография и кадастр XXI век», Москва, 2009, С. 89-90 (соавторы:

16. A.Г.Иванов, А.В.Дворников, С.А.Крылов и др.).

17. Руководство по картографическим и картоиздательским работам: Ч. 3: Составление и подготовка к изданию топографической карты масштаба 1:1 000 000. М.: ВТУГШ, 1985. - 135 с.

18. Сваткова Т.Г. Атласная картография. М.: Аспект пресс, 2002. - 203 с.

19. СНиП 2.05.02-85. Автомобильные дороги. М.: ФГУП ЦПП, 2006. - 54 с.

20. Условные знаки для топографических карт масштабов 1:200 000, 1:500 000. М.: ВТУГШ, 1983.-56 с.

21. Условные знаки для топографических карт масштабов 1:25 000, 1:50 000, 1:100 000.-М.: ВТУГШ, 1983.-90 с.

22. Цветков В.Я. Геоинформационные системы и технологии. — М.: Финансы и статистика, 1998. 288 с.

23. Шайтура С.В. Геоинформационные системы и методы их создания. -Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 1998.-252 с.

24. Кудрявцев JI.B. Классификация автомобильных дорог в картографической базе данных // Журнал «Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка», 2010, № 6, С.78-81.

25. Arctur D., Zeiler М. Designing Geodatabses. Case studies in GIS data modeling. ESRI Press, 2004. 394 p.

26. Goodchild M., Longley P., Maguire D., Rhind D. Geographic information systems and science. Wiley, 2005. 517 p.

27. Madej E. Cartographic design using Arc View GIS. On Word Press, 2001. 368 P

28. Rodrigue J.-P., Comtois C., Slack B. The geography of transport system. Routledge, 2006. 284 p.

29. Zeiler M. Modeling our world. The ESRI Guide to geodatabase design. ESRI Inc, 1999. 199 p.1. Карты и атласы

30. Атлас Владимирской области. М.: ACT, 2002.

31. Атлас железных и автомобильных дорог России, стран СНГ и Балтии. -М.: ACT, 2005.

32. Атлас мира. М.: БЕЛЛСИ, 2003.

33. Атлас мира. -М.: ГУГК, 1986.

34. Атлас Российская федерация. Федеративное устройство. М.: Картография, 2002.

35. Атлас схем железных дорог государств-участников СНГ Латвии, Литвы, Эстонии. Омск: Омская картографическая фабрика, 2007.

36. Малый Атлас мира. М.: Роскартография, 2000.

37. Обзорно-географический атлас России. -М.: ACT, 2010.

38. Общегеографическая карта России и сопредельных государств масштаб 1:2 500 000

39. Общегеографическая карта России масштаба 1:4 000 000;

40. Политико-административная карта России масштаб 1:8 000 000.

41. Российская федерация: Федеративное устройство. 1:8 000 000. - М.: РУЗ КО, 2009.

42. Россия. Атлас автодорог. М.: Премьера. - 2010, №1.