История цифровой картографии. Картография цифровая

Можно отсчитывать от одна тысяча девятьсот пятьдесят седьмого года. В этом году в Массачусетском технологическом институте (США) была изготовлена первая цифровая модель рельефа и местности карты, которую использовали в дальнейшем для проектирования автомобильных дорог. Это свидетельствует о том, что в картографии с середины двадцатого века начали развитие новые технологические картосоставительские и картоиздательские процессы и методы, которые усовершенствуются до настоящего времени. Основными направлениями и тенденциями совершенствования в них можно выделить:

технологические (электронные) методы создания карт;
цифровые способы организации банков и баз данных;
технологии геоинформационного картографирования;
формирование карт в компьютерных сетях;
разработки виртуального картографирования.

Для более эффективного применения научно-технологических процессов развития картографии требуется наиболее быстрая доставка созданных ею продуктов до конечного пользователя. Тогда они будут оперативно использованы потребителями для решения ставящихся ими конкретных задач. В современных реалиях все научно-производственные отрасли, в том числе и цифровая картография , ориентируются на удовлетворение таких запросов и потребностей общества. Таким образом, с помощью цифровых технологий картография превращается из познавательных и просто средств ориентирования в математический инструментарий и методы проектирования, организации, управления и планирования. Уже очевидно, что технический прогресс повлиял на способы использования карт, из которых выделим следующие:

методы коммуникации;
пространственной информации;
системного принятия решений.

Сущность цифровой картографии

Цифровую картографию можно представить в трех, а то и четырех содержательных формах:

раздел картографической науки;
производственной индустрии;
новой технологии.
инструмент визуализации изображений картографической продукции .

Прежде всего, как радел картографической науки, цифровая картография занимается исследованием и отображением пространственного местоположения различных объектов деятельности общества, всевозможных природных явлений, их цифрового моделирования и взаимосвязей.

С применением и использованием автоматизированных процессов изготовления, новых компьютерных технологий и разнообразного визуального ряда изображений цифровая картография пользуется особой популярностью, как у потребителей, так и специалистов. Изготовление картографической продукции , как индустриального производства, является многофункциональным технологическим процессом с применением современных технологий и имеющим спрос как электронного продукта.

Стоит вспомнить, каким образом ранее строились карты. Создавались целые штатные картографические группы и тематические партии, в услугах которых возникала производственная необходимость. Вся получаемая съемочная информация фиксировалась тушью на кальке или более плотной основе. Большая трудоёмкость, значительные временные затраты и скрупулезность во всем картосоставительском процессе делали процесс медленным. Сейчас все это заменяют компьютерные технологии, с возможностью более быстрого и точного исполнения проектов, удобства в обновлении и редактировании карт.

Преимущества цифровой картографии

Сравнивая все предыдущие и настоящие возможности различных способов построения карт, включая экономическую составляющую рыночной эффективности, можно выделить следующие преимущества цифровой картографии :

передача точной информации об объекте, практически исключающая возможность получения ошибок, в связи с использованием в расчетах компьютерной автоматизации;
быстрота обработки и получения итогового результата с более высокой производительностью труда;
более экономичный способ создания карт с меньшими затратами труда;
возможность и удобство, как редактирования, так и периодического обновления карт на той же математической и геодезической основе.

Следует также отметить, что цифровая картография все больше занимает места в мировом информационном потоке, проникает в различные сферы интересной современной жизни планеты и завоевывает значительные слои пользователей своей продукции, создавая тем самым повышенный спрос. Такая ситуация происходит по мере развития:

новых (компьютерных) технологий картографических и геоинформационных систем;
новых (космических) методов геодезического пространственного позиционирования и определения расположения всех объектов;
совершенствование е составления карт, повышающих точность и скорость осваивания новых востребованных картографических продуктов.

Виды цифрового картографического производства

Цифровое картографическое производство для получения определенных результатов в современном своем виде занимается следующими производственными процессами:

разработкой цифровых типовых карт и других, необходимых для этого картографических материалов в виде массивов информации всей совокупности объектов;
созданием тематических карт с использованием уже имеющихся цифровых математической и картографической основ;
ведение цифровых баз данных различной информации, в том числе границах государств;
цифровое картографирование по спутниковым и аэрофотографическим снимкам;
цифровое применение строительства топографических карт.

Производственные процессы цифровой картографии

Цифровая картография сложный технологический продукт, который представляет картографическое производство , состоящее из следующих производственных процессов:

редакционного подготовительного периода составления цифровой карты;
входного контроля исходных материалов;
классификации объектов подготавливаемой документации;
кодировки объектов;
описания объектов цифровой карты;
редактирования карт;
контроля качества;
обновления;
преобразования в обменный формат;
преобразования в заданный формат;
оцифровка материалов карт;
векторизация карт;
автоматизации картографической генерализации;
сводка цифровых карт;
контроль сводки карт;
передача в Фонд топографических карт.

В наше время преобладает очень высокий уровень автоматизации, и это отражается практически на всех сферах человеческой деятельности. В связи с такой актуальностью технического прогресса возникла цифровая картография, которая представляет собой компьютерную обработку и анализ картографической информации. На данный момент именно цифровая картография является самой популярной в своей научной области, так как сейчас создание любых картографических изображений выполняется именно на компьютере.

Цифровую картографию нельзя назвать отдельной дисциплиной или разделом. Это, скорее всего эффективный инструмент, который позволяет удобно и быстро обрабатывать картографические данные при помощи ПК. Однако влияние цифровой картографии на науку является действительно сильным, и данный способ отображения местности в корне изменил принцип визуализации территории.

Сравним цифровую картографию со старым способом создания карт. В давние времена картографы проводили дни и ночи напролет, находясь у карты, вычерчивая каждый элемент тушью. Такая работа была очень кропотливая, и трудозатраты были просто неоправданны. Сейчас же технология создания карт существенно изменилась, и теперь всю рутинную работу выполняет компьютер, причем гораздо быстрее. Во время обработки картографической информации на ПК используют специальные автоматизированные системы, которые имеют большой функционал, состоящий из инструментов, необходимых для создания карт. Благодаря своей гибкости автоматизированные картографические системы дают массу возможностей современным картографам, которые действительно упрощают и улучшают процесс иллюстрации местности.

Цифровые карты могут непосредственно восприниматься человеком, при визуализации электронных карт (на видеоэкранах) и компьютерных карт (на твёрдой основе), а могут использоваться как источник информации в машинных расчётах без визуализации в виде изображения.

Цифровые карты служат основой для изготовления обычных бумажных и компьютерных карт на твёрдой подложке.

Создание

Цифровые карты создаются следующими способами или их комбинацией (фактически способы сбора пространственной информации):

· оцифровка (цифрование) традиционных аналоговых картографических произведений (например, бумажных карт);

· фотограмметрическая обработка данных дистанционного зондирования;

· полевая съёмка (например, геодезическая тахеометрическая съёмка или съёмка с использованием приборов систем глобального спутникового позиционирования);

· камеральная обработка данных полевых съёмок и иные методы.

Способы хранения и передачи

Т. к. модели, описывающие пространство (цифровые карты), весьма нетривиальны (в отличие, например, от растровых изображений), то для их хранения часто используют специализированные базы данных (БД, см. пространственная база данных), а не одиночные файлы заданного формата.

Для обмена цифровыми картами между различными информационными системами используют специальные обменные форматы. Это могут быть или популярные форматы каких-либо производителей программного обеспечения (ПО) (например, DXF, MIF, SHP и др.), ставшие стандартом «де-факто», или международные стандарты (например, такой стандарт Open Geospatial Consortium (OGC), как GML).

Картография

Картогра́фия (от греч. χάρτης - бумага из папируса, и γράφειν - рисовать) - наука об исследовании, моделировании и отображении пространственного расположения, сочетания и взаимосвязи объектов, явлений природы и общества. В более широкой трактовке картография включает технологию и производственную деятельность.

Объектами картографии являются Земля, небесные тела, звёздное небо и Вселенная. Наиболее популярными плодами картографии являются образно-знаковые модели пространства в виде: плоских карт, рельефных и объёмных карт, глобусов. Они могут быть представлены на твёрдых, плоских или объёмных материалах (бумага, пластик) или в виде изображения на видеомониторе.

Разделы картографии

Математическая картография

Математическая картография изучает способы отображения поверхности Земли на плоскости. Поскольку поверхность Земли (приблизительно сферическая, для описания которой часто пользуются понятием земного сфероида) имеет определенную, не равную бесконечности кривизну, её нельзя отобразить на плоскости с сохранением всех пространственных соотношений одновременно: углов между направлениями, расстояний и площадей. Можно сохранить только некоторые из этих соотношений. Важное понятие в математической картографии - картографическая проекция, - функция, задающая преобразование сфероидических координат точки (то есть координат на земном сфероиде, выражающихся в угловой мере) в плоские прямоугольные координаты в той или иной картографической проекции (проще говоря, в лист карты, который можно разложить перед собой на поверхности стола). Другой значительный раздел математической картографии - картометрия, которая позволяет по данным карты измерять расстояния, углы и площади на реальной поверхности Земли.

Составление и оформление карт

Составление и оформление карт - область картографии, область технического дизайна, изучающая наиболее адекватные способы отображения картографической информации. Эта область картографии тесно взаимосвязана с психологией восприятия, семиотикой и тому подобными гуманитарными аспектами.

Поскольку на картах отображается информация, относящаяся к самым различным наукам, выделяют также такие разделы картографии, как историческая картография, геологическая картография, экономическая картография, почвоведческая картография и другие. Эти разделы относятся к картографии лишь как к методу, по содержанию они относятся к соответствующим наукам.

Цифровая картография

Цифровая (компьютерная) картография является не столько самостоятельным разделом картографии, сколько её инструментом, обусловленным современным уровнем развития технологии. Например, не отменяя способов пересчёта координат при отображении поверхности Земли на плоскости (изучается таким фундаментальным разделом, как математическая картография), цифровая картография изменила способы визуализации картографических произведений (изучаются разделом «Составление и оформление карт»).

Так, если раньше авторский оригинал карты чертился тушью, то на сегодняшний момент он вычерчивается на экране монитора компьютера. Для этого используют Автоматизированные картографические системы (АКС), созданные на базе специального класса программного обеспечения (ПО). Например, GeoMedia, Intergraph MGE, ESRI ArcGIS, EasyTrace, Панорама, Mapinfo и др.

При этом не следует путать АКС и Географические информационные системы (ГИС), так как их задачи различны. Однако на практике один и тот же набор ПО является интегрированным пакетом, используемым для построения и АКС, и ГИС (яркие примеры - ArcGIS, GeoMedia и MGE).

Создание электронных карт (контуров) полей.

Для эффективного управления сельхозпредприятием не лишним будет точно знать какими посевными площадями Вы располагаете. Не редко руководители и агрономы хозяйств лишь приблизительно знают размеры своих полей, что негативно влияет на точность расчета необходимых удобрений и подсчета урожая. С помощью GPS-приемника, полевого компьютера и специального программного обеспечения (ПО) можно получить электронные карты (контура) полей с сантиметровой точностью!

Ресурсосберегающие технологии и в том числе точное земледелие (precision agriculture) предполагают работу с электронными картами полей. Это та геоинформационная база, на основании которой проводятся практически все агротехнические операции в точном земледелии. Например, одна из самых сложных агротехнических операций точного земледелия - дифференцированное внесение минеральных удобрений основана на картах распределения питательных веществ (N, P, K, Гумус, ph) по полю. Для этого также проводится агрохимическое обследование сельхозугодий.

Но если даже не использовать электронные карты полей для дальнейшего применения технологий точного земледелия, польза от создания таких карт очевидна. Зная точные площади Ваших полей и расстояния между ними, Вы можете более качественно и рационально:

1. Рассчитывать количество необходимых удобрений и агрохимикатов, а также семенного материала

2. Учитывать полученную урожайность

3. Рассчитывать планируемый расход ГСМ

4. Вести ежегодный учет засеянных площадей с высокой точностью по каждой культуре

5. Вести историю полей (севооборотов)

6. При необходимости готовить наглядные отчеты высокой точности (печать карт)

Создание контуров полей проводится с помощью GPS-приемника, полевого компьютера и программного обеспечения объединённых в единый программно-аппаратный комплекс. В режиме "полигон" необходимо объехать или обойти поле по его границе и сохранить полученный контур. При сохранении можно указать название поля и другие необходимые атрибуты и примечания. После сохранения контура нам станет известна точная площадь поля.

Программное обеспечение позволяет также наносить другую геоинформационную информацию: линии и точки. Линиями можно оперировать при разметке рабочих участков на полях. Например, если у Вас уже есть электронные карты Ваших полей за прошлый год и Вам необходимо зафиксировать лишь размещение культур по полям в этом году, то нет необходимости заново оконтуривать поля. Нужно только нанести разграничительные линии между культурами, и то в том случае, если на одном поле возделывается две и более культуры.
Точки используются для нанесения на карту особенностей поля, таких как столбы, большие камни и прочие.

Всю полученную геоинформацию из программно-аппаратного комплекса необходимо перенести на стационарный компьютер для дальнейшего анализа и использования в расчетах и при принятии управленческих решений. На стационарном компьютере также должно быть установлено геоинформационное программное обеспечение (ГИС), которое позволит корректно работать с полученной в полях информацией. Для этих целей мы рекомендуем использовать программу MapInfo ©.

В принципе можно использовать любую ГИС-систему, работающую с форматом.SHP (Shape). Практически все ГИС-системы могут корректно работать с этим форматом. Однако MapInfo © является, на наш взгляд, оптимальным выбором для учета посевных площадей и ведения истории полей. В MapInfo. Вы можете создавать тематические карты, накладывать контура Ваших полей на спутниковые снимки и аэрофотоснимки, а также на оцифрованные топографические карты. Также в MapInfo есть удобный инструмент для измерения расстояний (например для измерения расстояния от гаража до поля).

"...Цифровая картография: раздел картографии, охватывающий теорию и практику создания и использования цифровой картографической продукции..."

Источник:

" ГОСТ 28441-99. Картография цифровая. Термины и определения"

(введен в действие Постановлением Госстандарта РФ от 23.10.1999 N 423-ст)

- наука о географич. картах выросла из измерения Земли, из тех запросов и потребностей, к-рые возникали по мере знакомства с др. землями, из космологич. спекуляций...
Древний мир. Энциклопедический словарь
- Наука о географич. картах выросла из измерения Земли, из тех запросов и потребностей, которые возникали по мере знакомства с другими землями, из космологич. спекуляций...
Словарь античности
- Уже с первого взгляда бросаются в глаза разительные внешние отличия средневековых карт от карт Нового времени. Средние века не знали топографической съемки...
Словарь средневековой культуры
- картогра́фия наука об отображении и познании природных и социально-экономических геосистем посредством карт как моделей...
Географическая энциклопедия
- наука о географических картах, методах их составления и использования...
Геологическая энциклопедия
- ".....
Официальная терминология
- наука о географических картах, о методах их создания и использования. Это наиболее распространённое определение К. отражает её технические аспекты...
Большая Советская энциклопедия
- наука о географических картах, методах их создания и использования...
Современная энциклопедия
- наука, включающая теорию, методику и технические приемы создания и использования географических карт, глобусов, карт Луны, планет, звездного неба и т. д. Делится на картоведение, математическую картографию,...
Большой энциклопедический словарь
- Р., Д., Пр....
Орфографический словарь русского языка
- картогра/фия,...
Слитно. Раздельно. Через дефис. Словарь-справочник
- КАРТОГРА́ФИЯ, -и, жен. Наука о составлении карт, а также их составление...
Толковый словарь Ожегова
- КАРТОГРА́ФИЯ, картографии, мн. нет, жен. . Учение о приемах составления географических карт. || То же, что картографирование...
Толковый словарь Ушакова
- картогра́фия ж. 1. Научная дисциплина, изучающая методы создания и использования карта I. 2...
Толковый словарь Ефремовой
- картогр"...
Русский орфографический словарь
- КАРТОГРАФИЯ и, ж. cartographie f. Наука о составлении географических карт. БАС-1. || То же, что картографирование. БАС-1. - Лекс. Толль 1864: ...
Исторический словарь галлицизмов русского языка

"Картография цифровая" в книгах

15.1. Картография сновидений

Из книги Сновиденный практикум Равенны. Ступень 1-2 автора Балабан Александр

Цифровая головоломка

Из книги Самые трудные головоломки из старинных журналов автора Таунсенд Чарлз Барри

Цифровая головоломка Эту головоломку придумал знаменитый говорящий носорог Руперт. Расположите четыре цифры - 2,3,4 и 5 - и знаки «+» и «=» таким образом, чтобы получился арифметический пример.Эта головоломка проста только на первый

Картография

автора

Картография Географические карты – один из главных языков географии. Язык этот как средство выражения представлений людей об окружающей их географической среде и передачи пространственной информации является более древним, нежели любая форма письменности. Известны

Античная картография

Из книги Другая история науки. От Аристотеля до Ньютона автора Калюжный Дмитрий Витальевич

Античная картография Страбон был совершенно прав, когда писал, что наиболее точным изображением земной поверхности является глобус больших размеров. Но поскольку официальная история неправильно датирует время его жизни, то и получается, что эта идея была реализована в

КАРТОГРАФИЯ УДОСТОВЕРЯЕТ

Из книги автора

КАРТОГРАФИЯ УДОСТОВЕРЯЕТ Согласно современной историографии, Русь появляется только в VIII в. н. э. Это идет вразрез с тем, что я доказываю в данной монографии. Серьезный аргумент моих противников – утверждение о том, что если бы Россия (Русь) существовала до данного

Цифровая фотокамера

Из книги 100 великих чудес техники автора Мусский Сергей Анатольевич

Цифровая фотокамера В 1989 году фабрика «Свема» выпустила последнюю партию любительской кинопленки формата 8 миллиметров, пять лет назад закрылась последняя лаборатория по проявке этой пленки, а чуть позже из продажи исчезли и все необходимые химикаты… Так, на наших

Картография

БСЭ

Картография историческая

Из книги Большая Советская Энциклопедия (КА) автора БСЭ

«Геодезия и картография»

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГЕ) автора БСЭ

Математическая картография

Из книги Большая Советская Энциклопедия (МА) автора БСЭ

Экономическая картография

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЭК) автора БСЭ

Цифровая система

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЦИ) автора БСЭ

Цифровая видеокамера

Из книги Тысяча и один совет по дому и быту автора Поливалина Любовь Александровна

Цифровая видеокамера Как уже упоминалось, цифровые видеокамеры стоят дороже аналоговых, а потому не всегда доступны обычному потребителю. Запись производится в форматах Digital-8 и MiniDV на DV-кассету.Они имеют все те же функции, которые применяются в аналоговых камерах.

Цифровая Техника

Из книги Путеводитель по журналу "Радио" 1981-2009 гг автора Терещенко Дмитрий

Цифровая Техника Счетчик для электронных часовКоротаев Г.1981, № 1, с. 46. Музыкальная шкатулкаПолин А.1981, № 2, с. 47. Цифровой экспозиметрПсурцев В.1981, № 3, с. 23. Цифровой экспозиметрПсурцев В.1981, № 4, с. 30. Секундомер-таймер из Б3-23Для Народного Хозяйства И БытаЗальцман Ю.1981, № 5, с.

Цифровая подпись.

Из книги PGP: Кодирование и шифрование информации с открытым ключом. автора Левин Максим

Цифровая подпись. Огромным преимуществом публичной криптографии также является возможность использования цифровой подписи, которая позволяют получателю сообщения удостовериться в личности отправителя сообщения, а также в целостности (верности) полученного