Совершенствование методики отображения городских поселений на общегеографических картах мелкого масштаба тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.33, кандидат технических наук Коршунов, Александр Павлович

• Коршунов, Александр Павлович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Коршунов, Александр Павлович

Введение.

1. Процесс урбанизации и развитие сети городских поселений.

1.1. Сущность и формы урбанизации.

1.2. Городские поселения в России.

1.3. Конструктивный подход в исследовании процесса урбанизации

2. Методика отображения городских поселений на общегеографических картах мелкого масштаба.

2.1. Принципы построения изображений населённых пунктов на общегеографических картах.

2.2. Населённые пункты как объект общегеографического картографирования.

2.3. Исследование и разработка методики отображения городских поселений (на примере современных общегеографических карт масштаба 1 : 7 500 ООО.

2.3.1. Картометрические исследования отображения сети городских поселений.

2.3.2. Цензы отбора городских поселений.

2.3.3 Отображение концентрации городских поселений.

3. Исследование и разработка методики контурного отображения городских поселений.

3.1. Исследование контурного отображения городских поселений на общегеографических картах.

3.2. Погрешности, допускаемые при мелкомасштабном картографировании.

3.3. Контурное отображение как оформительский приём отображения крупнейших городов.

3.4. Исследование и разработка методики контурного отображения городских поселений с использованием данных ДЗЗ.

3.4.1. Принципиальная схема визуального дешифрирования.

3.4.2. Основные этапы обработки цифровых снимков.

3.4.3. Разработка методики анализа и интерпретации результата обработки данных ДЗЗ при отображении сплошной городской застройки.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование методики отображения городских поселений на общегеографических картах мелкого масштаба»

В диссертационной работе в качестве объекта исследования выбраны городские поселения, составляющие основу системы расселения. Городские поселения являются наиболее быстро изменяющимся элементом содержания общегеографических карт. С ними связан наибольший объём картосоставительских работ при создании и обновлении общегеографических карт, поэтому совершенствование традиционной методики отображения городских поселений на общегеографических картах - актуальная задача практической картографии.

Современная стадия развития городских поселений происходит в условиях глобального процесса урбанизации, который проявляется не только в росте городского населения, концентрации населения в крупных городах, но и в формах проявления территориального роста городов. С учётом принципов общегеографического картографирования чрезвычайно актуально отображение визуально проявляемых пространственных форм урбанизации — площади сплошной городской застройки. Их впервые выявили космические снимки, и данные анализа показали, что одним из выразительных внешних признаков проявления урбанизации являются площади, занятые сплошной городской застройкой. Первый опыт отображения сплошной застройки имеет место и в картографии — на региональных общегеографических картах Атласа мира, 3-го издания (1999 г.). Отображение этого явления на общегеографических картах не противоречит принципам; формирования содержания общегеографических карт и только расширяет область их применения как картографической основы при тематическом картографировании.

Но отображение территорий сплошной городской застройки требует разработку способов их выделения, отображения, разработку изображений, уточнение терминологии и пояснение в легенде карты, т.е. новые видоизменения, привнесенные урбанизацией в территориальный аспект системы городских поселений, требуют разработки методики их отображения.

Отсюда задача формализации и отображения на картах данного явления является актуальной научно-методической задачей не только построения картографических изображений, но и географических исследований.

Цель диссертационного исследования - разработка методики отображения на общегеографических картах мелкого масштаба новых пространственных форм проявления процесса урбанизации с использованием данных дистанционного зондирования (ДЗЗ), а также сокращение объёма картосоставительских работ в условиях развития программно-аппаратных средств.

В связи с этим тема диссертационной работы — совершенствование отображения городских поселений на общегеографических картах мелкого масштаба - разрабатывается по двум направлениям:

- совершенствование методики отображения сети городских поселений и

- разработка методики отображения контурных изображений сплошной городской застройки.

Для реализации указанной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Изучить информацию о процессе урбанизации, организованную географией в виде понятий, классификаций, которые непосредственно участвуют в построении картографического изображения.

2. Выполнить картометрический анализ отображения населённых пунктов на современных общегеографических картах мелкого масштаба и разработать методику отображения сети городских поселений, как основы расселения.

1 3. На основании данных ДЗЗ разработать методику обработки исходных данных с целью контурного отображения городских поселений на общегеографических картах мелкого масштаба.

Исследования и разработки выполнены на основе картографических материалов и данных ДЗЗ с использованием картометрических, статистических методов и методов дистанционного зондирования и анализа данных.

Заключение диссертации по теме «Картография», Коршунов, Александр Павлович

Выводы:

1. Обобщение результатов картометрических исследований, связанных с определением погрешностей, допускаемых при построении мелкомасштабных картографических изображений показали, что генерализация изображений на картах масштаба 1 : 1 500 ООО и мельче сопровождается сдвигами, смещением контурных и линейных объектов и преувеличением их размеров. При этом обобщённое мелкомасштабное контурное отображение, как правило превышает площадь крупномасштабного изображения в некоторых случаях более чем в 1,5 раза (табл. 3.2).

Данное свойство мелкомасштабного изображения предлагается использовать как средство оформления крупнейших городов с населением более 1 млн. чел. на некоторых учебных и стенных картах мелких масштабов. С этой целью предлагается использовать ареал компактного размещения городского населения вблизи городов-центров для размещения в его пределах увеличенного в 1,5—2 раза контурного отображения города-центра, людность которых 1 млн. чел. и более.

2. Считая правильным и своевременным отображение в Атласе мира 3-го издания ареалов плотнозастроенных территорий вокруг городов с числом жителей 100 тыс. и более, предлагается показывать в пределах каждого из ареалов 1—2 города из числа наиболее крупных. Методика проведения границ ареалов в Атласе мира 3-го издания, основанная на использовании крупномасштабных картографических материалов, не позволяет оперативно вносить изменения в конфигурацию данных ареалов.

Разработанная методика определения границ сплошной городской застройки основана* на использовании данных ДЗЗ, обработка и анализ которых выполнен в программном комплексе ENVI 4.2. Обработка выполнена способом неконтролируемой классификации. Распределение территории по процентному содержанию городской застройки выполняется в автоматическом режиме на основании созданного алгоритма в среде IDL.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследование отображения городских поселений на общегеографических картах мелкого масштаба выполнялось по двум направлениям: исследования методики отображения сети городских поселений на картах масштаба 1 : 7 500 ООО (1:8 ООО ООО), а также разработка способов контурного отображения городских поселений на картах 1 : 1 500 ООО - 1 : 7 500 000.

2. Выполненные картометрические исследования на примере общегеографических карт европейской части России масштаба 1 : 7 500 000 позволили установить:

- сеть городских поселений передаёт центры концентрации населения путём отображения на картах от 1 до 5 наиболее крупных городов субъектов РФ. Пространственная концентрация городских поселений вблизи города-центра выражается также высокой плотностью населения, в некоторых случаях многократно превышающей среднюю плотность населения области; выявлена территориальная дифференциация сети городских поселений по числу жителей (на примере европейской части РФ) и установлена возможность использования при картосоставлении исключающего норматива генерализации — ценза отбора поселений по числу жителей (наряду с традиционно применяемым нормативом отбора поселений — количество поселений на единицу площади карты). Установленная шкала цензов отбора — менее 10 — 10 — 20.— 50 — 100 — 250 — 250 тыс. жителей и более позволяет выполнить в автоматическом режиме отбор основной части городских поселений, на карте данного масштаба.

3. С учётом принципов общегеографического картографирования в работе разработана методика отображения* визуально проявляемых пространственных форм урбанизации — ареалов сплошной городской застройки — на основе метода неконтролируемой классификации данных ДЗЗ. Формальным признаком для выделения контура сплошной городской застройки принят процент городской застройки, рассчитанный программой, работающей в среде ГОЬ. Формализация признаков сплошной городской застройки является сложной задачей, требующей дальнейшего развития не только картографических способов отображения, но и развития географических знаний и методов дистанционного зондирования.

В работе обоснована возможность и разработана методика оформления контуров крупнейших городов на основе преувеличения их действительных площадей.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Коршунов, Александр Павлович, 2009 год

1. Аковецкий В.И. Дешифрирование снимков М.: Недра, 1983.

2. Алаев Э.Б. Социально-экономическая география: Понятийно-терминологический словарь. — М.: Мысль, 1983.

3. Аэрокосмические методы в социально-экономической картографии / Под ред. Ю.Ф. Книжникова.- М.: МГУ, 1983.

4. Берлянт A.M. Картометрический метод исследования — 2-е изд., перераб. и доп.-М.: МГУ, 1988.

5. Берлянт A.M., Новаковский Б.А., Тищенко А.П. Использование дистанционной информации для формирования банков данных // Банки географических данных для тематического картографирования. / Под ред. К.А. Салищева, С.Н. Сербенюка.-М.: Изд-во МГУ, 1987.

6. Богорад Д.И. К вопросу о городских агломерациях // Градостроительство. Вып. «Районная планировка. Городские агломерации».- К.: Будивельнык, 1968.

7. Брюханов A.B., Господинов Г.В., Книжников Ю.Ф. Аэрокосмические методы в географических исследованиях: Учебное пособие — М.: Изд-во МГУ, 1982.

8. Верещака Т.В., Подобедов Н.С. Полевая картография: Учебник- 3-е изд., перераб. и доп.-М.: Недра, 1986.

9. Волков Н.М. Принципы и методы картометрии — M.-JL: Изд. АН СССР, 1950.

10. География: Справочник абитуриента / Сост. Т.С. Майорова. — М.: Филол. общ-во „Слово"; ООО „Фирма „Издательство ACT", 1998.

11. Герасимов И.П. Советская конструктивная география.— М.: Наука, 1976.

12. Григорьев A.A. Города и окружающая среда: космические исследования —М.: Мысль, 1982.

13. Давидович В.Г. Расселение в промышленных узлах — М.: Госстройиздат, 1960.

14. Дистанционное зондирование Земли. Космическая система «Метеор-ЗМ»: Справочные материалы / Под ред. Г.М. Полищука, A.M. Волкова, H.H. Гусевой и др.- Вып. 1- М.: Российское авиационно-космическое агентство; НЦ ОМЗ ЦКН; НИИЭМ, СПб.: Гидрометеоиздат, 2001.

15. Зенгина Т.Д. Использование аэрокосмических снимков при изучении городов.- М.: РУДН, 2000.

16. Иваничка К. Социально-экономическая география: Пер. со словац./Под ред. Э.Б. Алаева и др. М.: Прогресс, 1987.

17. Измайлова М.О., Рахманкумов И.Ш. Категория «средняя величина» и её методологическое значение в научных исследованиях- Казань: Изд. Казан, ун-та, 1982.

18. Иоффе Г.В. Изучение географии сельского хозяйства в зоне влияния крупнейшего города // Изв. АН СССР. Сер. Геогр 1984 - №1.

19. Капралов Е.Г., Кошкарёв A.B., Тикунов B.C. и др. Геоинформатика: в 2 кн. / Под ред. B.C. Тикунова- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Академия, 2008.

20. Книжников Ю.В., Кравцова В.И., Тутубалина О.В. Аэрокосмические методы географических исследований: Учебник-М.: Академия, 2004.

21. Книжников Ю.Ф. Аэрокосмическое зондирование-М.: МГУ, 1997.

22. Кобзева Е.А., Поздина К.А. Автоматизация дешифрирования спутниковых снимков: опыт и проблемы // Геодезия и картография — 2008.- №6.

23. Ковалёв С.А., Ковальская Н.Я. География населения СССР М.: Изд. МГУ, 1980.

24. Конспект лекций по курсу «Географическое картографирование (Проектирование и составление карт). Общегеографические карты». 4.1 / Сост. A.A. Макаренко, B.C. Моисеева-М.: МИИГАиК, 2009.

25. Коршунов А.П. Применение неконтролируемой классификации для контурного изображения городской застройки на общегеографических картах // Геодезия и картография 2009 - №7.

26. Кочетков В.А. Урбанизация и расселение // Проблемы экономической географии и урбанизации.- М.: Моск. ф-л Геогр. общ-ва СССР, 1973.

27. Кравцова В.И. Генерализация аэрокосмического изображения: континуальные и дискретные снимки — М.: Изд-во МГУ, 2000.

28. Крестьянкин С.И., Мелуа А.И., Чистякова Т.Н. Космическая съёмка для градостроительства.-М.: Стройиздат, 1981.

29. Лаппо Г.М. География городов: Учеб. пособие. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 1997.

30. Лаппо Г.М. Развитие городских агломераций в СССР М.: Наука, 1978.

31. Лаппо Г.М., Пивоваров Ю.Л., Зайончковская Ж.А. и др. География населения СССР в условиях НТР: Основные факторы и изменения населения-М.: Наука, 1988.

32. Листенгурт Ф.М. Критерии выделения крупномасштабных агломераций в СССР // Известия АН СССР. Сер. Географическая. 1975,- №1.

33. Литовка О.П. Проблемы пространственного развития урбанизации — Л.: Наука, Ленинград, отд-ние, 1976.

34. Лурье И.К. Геоинформационное картографирование. Методы геоинформатики и цифровой обработки космических снимков: Учебник. -М.:КДУ, 2008.

35. Лютый A.A., Малахова H.H. Аэрокосмическая информация в изучении и картографировании социально-экономических территориальных систем.- М.: ИГ АН СССР, 1987.

36. Маергойз И.М., Лаппо Г.М. Геогафия и урбанизация // Вопросы географии 1974- Сб. 96. Урбанизация мира / Отв. ред. Лаппо Г.М., Маергойз И.М., Пивоваров Ю.Л.- М.: Мысль, 1974.

37. Макаренко A.A., Коршунов А.П. Основные признаки процесса урбанизации и их отображение на мелкомасштабных картах // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка — 2006 — Спецвыпуск.

38. Макаренко A.A., Моисеева B.C. Вопросы отображения пространственной дифференциации на справочных общегеографических картах отечественных изданий // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка 2006 — №1.

39. Малахова H.H. Использование материалов космической фотосъёмки при изучении и картографировании промышленного узла // Тематическое картографирование. Теория, методы, практика— Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1985.

40. Малахова H.H. Об использовании материалов космической фотосъёмки при изучении городов (зарубежный опыт) // Геодезия и картография — 1979.- №7.

41. Махрова А.Г., Нефёдова Т.Г., Трейвиш А.И. Московская область сегодня и завтра: тенденции и перспективы пространственного развития.- М.: Новый хронограф, 2008.

42. Перцик E.H. Геоурбанистика: Учебник М.: Академия, 2009 - 432 с.

43. Пивоваров Ю.Л. Основы геоурбанистики: Урбанизация и городские системы,-М.: ВЛАДОС, 1999.

44. Покшишевский В. В. География населения СССР М.: Просвещение, 1971.

45. Полян П.М. Методика выделения и анализа опорного каркаса расселения-4.1, 2 М.: Ин-т географии АН СССР, 1988.

46. Полян П.М. Урбанизированность СССР (к методике оценки и картографирования) II Изв. АН СССР. Сер. географическая.- 1987-№2.

47. Мелуа А.И. Применение космических снимков при изучении крупных городов и городских агломераций // Проблемы больших городов М.: Гос. науч.-иссл. ин-т научн. и техн. информ., 1981. Вып. 4.

48. Проблемы современной урбанизации / Под ред. Ю.Л. Пивоварова М.: Статистика, 1972.

49. Савиных В.П., Цветков В.Я. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования — М.: Картгеоцентр — Геодезиздат, 2001.

50. Смирнов Л.Е. Аэрокосмические методы географических исследований.— СПб.: Изд-во С.-Пб. ун-та, 2005.

51. СНиП 2.07.01-89. Градостроительство. Планировка и застройка городских и сельских поселений / Госстрой России — М.: ГП Ц1111, 1994.

52. Сухов В.И. Составление и редактирование общегеографических карт. — М.: Геодезиздат, 1957.

53. Тверская область: Энциклопедический справочник / Гл. ред. М.А. Ильин —Тверь: Тверс. обл. кн.-журн. изд-во, 1994.

54. Трейвиш А.И. Город, район, страна и мир. Развитие России глазами страноведа М.: Новый хронограф, 2009.

55. Труды ЦНИИГАиК. Основы генерализации на общегеографических картах мелкого масштаба / Под общ. ред. Ю.В. Филиппова Вып. 104-М., 1955.

56. Федеральный закон «Об общих принципах организации местного самоуправления в Российской Федерации» от 6 октября 2003 г. № 131-ФЗ.

57. Хорев Б.С. Проблемы городов.- М.: Мысль, 1975.

58. Цыпина Э. М. Использование мелкомасштабных аэрофотоснимков для изучения и картографиирования агломераций // Применение дистанционных методов при создании тематических карт. / Ред. сб. Л.Ф. Январева- М.: Моск. ф-л Геогр. общ-ва СССР, 1978.

59. Чандра A.M., Гош С.К. Дистанционное зондирование и географические информционные системы.- Пер. с англ.- М.: Техносфера, 2009.

60. Численность населения Российской Федерации по городам, посёлкам городского типа и районам на 1 января 2007 — М.: Росстат, 2007.

61. Чумаченко М.А. Картографирование городской сети экотонов // Геодезия и картография — 2008 — №6.

62. Шидловский В.В. Возможности космической индикации динамики городов // География и природные ресурсы 1981- №1.

63. Ягельский А. География населения // Пер. с польск. В.Ф. Худолея М.: Прогресс, 1980.

64. Trost С. Kartierung von Flächennutzungsänderungen der Stadt-UmlandRegion, Dresden — Metodische Untersuchungen mittels Landsat-TM-Daten // Kartographische Nachrichten, 1998, H.4.

65. Атлас для учителей средней школы, 4-е издание. — М.: ГУГК СССР, 1980.

66. Атлас мира 3-е изд. - М.: Роскартография, 1999.

67. Атлас офицера М.: ВТУ Генштаба МО, 2008.

68. Географический атлас России М.: ГЖО «Картография», 2005.

69. Географический атлас России — М.: ГЖО «Картография», 1997.

70. Карта. Российская Федерация и сопредельные государства (на 16 листах).- 1 : 2 500 ООО М.: Роскартография, 1999.

71. Национальный атлас России В 4-х тт.- М.: ГЖО «Картография», 2006-2008.-Тт. 1,3.

72. Обзорно-географическая карта.- 1 : 5 000 000,-М.: ВТУ ГШ, 1985.

73. Обзорно-географическая карта.- 1 : 2 500 000,- М.: ВТУ ГШ, 2002.