Введение в проблематику информационного обеспечения геоинформационных систем

Поэтому разработке системы кодирования предшествует большой объем работ по классификации картографических объектов.

Исходным и очень важным при проектировании кодов является определение перечня всех подлежащих кодированию картографических объектов и их количественные характеристики. Эта работа проводится на стадии обследования картографических объектов в результате изучения первичной информации об объектах местности (топографические карты, фотоматериалы, описание местности, нормативные документы и т. д.).

Исчерпывающие данные об объектах местности позволяют установить перечень позиций по признаку объекта, данных о его местоположении и количественных характеристик самого объекта. Такую систематизацию выполняют специалисты различных топографических специальностей.

При систематизации объектов классифицируемого множества выбирают наиболее важные основания классификации, определяют комплекс классификаторов, для каждого из которых устанавливается сфера его действия.

Классификатор представляет собой некоторый документ, который отображает закон разбиения множества картографических объектов на группы, классы, подклассы и т. д. и позволяющий одновременно производить кодирование признаков объектов.

После систематизации объектов выбирается определенная система кодирования и каждому признаку объекта присваивается кодовое обозначение. Затем осуществляется проверка правильности кодирования, устранение замеченных недостатков и оформление кодов в виде таблиц, справочников и альбомов, которые рассылаются во все производственные предприятия.

Кроме того, производится разработка положений о внесении изменений и дополнений, определяются лица (подразделения), ответственные за внесение различных изменений в систему условных обозначений и доведение изменений до соответствующих подразделений (потребителей), разрабатываются инструкции пользования классификационными справочниками и кодами.

При построении кодов учитывается ряд требований. Прежде всего, коды должны включать все картографические объекты. Длина кода должна учитывать возможность расширения списка объектов без нарушения целостности принятой системы кодирования. Коды должны быть минимальными по разрядности. Это уменьшает трудоемкость процесса обработки и его контроль, сокращает объемы памяти на машинных носителях.

При кодировании должно обеспечиваться удобство обмена информацией и ее машинной обработки. Для обеспечения высокой достоверности сбора, передачи и обработки информации в коде может предусматриваться включение контрольных разрядов. Коды должны также обеспечивать автоматическое обнаружение ошибок и их коррекцию.

В настоящее время при проектировании ГИС в каждом отдельном случае используются свои коды объектов. Однако имеются некоторые общие подходы, которые состоят в следующем.

При систематизации объектов критерием объединения их классификации в отдельные группы служит степень связанности их информационных показателей — признаков, характеризующих объекты. Это обеспечивает размещение каждого объекта в соответствии с его значением на определенном уровне в общей логической структуре.

На нижнем уровне классификации принимают элементарный объект, классификационный код которого определяется ведущим признаком. Вместе с этим, каждый элементарный объект содержит определенный набор характеризующих его признаков, которые не могут быть использованы в качестве признаков классификации. Их число и смысловое значение зависит от конкретного объекта. Совокупность указанных признаков условно можно разделить на признаки, содержащие данные о местоположении объектов, и признаки, определяющие количественное значение измеренных или вычисленных величин о свойствах объекта. Данные о местоположении (метрические) включают значения, по которым легко определяются положения объекта непосредственно на местности в виде плановых координат (геодезических и прямоугольных) и его высоты.

Характеристики объекта составляют признаки, по которым восстанавливаются данные о типе объекта (линейно протяженный, площадной или компактно расположенный, точечный) и его материальные свойства.

Кодирование классификационных признаков производится с использованием позиционной системы.

В то же время, при кодировании признаков характеристик объектов используются порядковая или серийная системы, а при кодировании количественных и качественных значений самих признаков и местоположения объекта используется система повторений. Выбор системы кодирования зависит от значений признаков конкретного объекта.

В настоящее время во многих ГИС принята система классификации, имеющая 8 разрядную систему признаков, в которой первый разряд обозначает группу, второй и третий — класс, четвертый и пятый — подкласс, шестой — тип, седьмой и восьмой — вид.

К группам относятся следующие картографические объекты:

• математические элементы, элементы плановой и высотной основы;

• рельеф суши;

• гидрография и гидротехнические сооружения;

• населенные пункты;

• промышленные, сельскохозяйственные и социально-культурные;

• дорожная сеть и дорожные сооружения;

• растительный покров и грунты;

• границы, ограждения и отдельные природные явления.

Дополнительной группой являются объекты «Подписи на картах».

В основу классификации характеристик объектов положен принцип объединения признаков, характеризующих смысловое значение конкретных физических свойств отдельных картографических объектов. Характеризующие признаки определяются их смысловым значением, соответствующим количественной стороне объекта. При кодировании признака, характеризующего объект в количественном аспекте, в кодовое описание объекта включается непосредственное значение количественной характеристики (высота, глубина и т. п.).

При разработке системы кодирования конкретной ГИС необходимо также учитывать способность кодов определять и исправлять ошибки, возникающие в результате процесса обработки и передачи данных по каналам связи. Особенно это важно в условиях преднамеренного информационного противоборства.

§ 2. Первичные документы картографической информации

Состояние картографического объекта в ГИС отражается на различных носителях данных — первичных документах и машинных носителях (магнитных, магнитно-оптических и др.). При создании информационного обеспечения ГИС особое внимание следует обратить на выбор носителя информации и способ ее записи и хранения, которые имеют определяющее значение при дальнейшем построении ГИС.

Под первичными документами картографической информации будем понимать носители исходных данных и средства фиксаций измерений, съемок и др., содержащих данные о местности и ее объектах при непосредственной регистрации. От правильной и тщательно выбранной или разработанной формы и содержания первичного документа во многом зависит сокращение объемов работ по подготовке первичных данных и дальнейшей записи их на машинные носители, уменьшение числа возможных ошибок, повышение точности и надежности исходной информации. Четкое построение документов и данных, унификация и упрощение различных их форм способствует сокращению цикла обработки информации и позволяет организовать эффективное функционирование геоинформационной системы. Поэтому при разработке информационного картографического обеспечения ГИС в первую очередь выполняется проектирование первичных документов картографической информации.

В настоящее время в качестве источников картографической информации, с которых может быть выполнено кодирование или цифрование данных, используются:

• аналоговые (бумажные) топографические и специальные карты (цветные тиражные оттиски и черно-белые издательские оригиналы планов городов, топографических и тематических карт);

• материалы полевых съемок и измерений на местности (измерения геодезическими приборами, системами спутниковых определений);

• материалы дистанционного зондирования Земли (аэро- и космическая съемка).