Kartografický systém. Elektronická kartografia a kartografické systémy Kartografický systém

Abstrakt k téme

Geografické informačné systémy: elektronická kartografia

Úvod

1.Čo je elektronické mapovanie

2. Modely GIS

3. Problémy, ktoré treba riešiť

4. Kto potrebuje GIS

Literatúra

Úvod

Informácie o reálnych objektoch a udalostiach v tej či onej miere obsahujú takzvanú priestorovú zložku. Priestorové hľadisko má budovy a stavby, pozemky, vodné, lesné a iné prírodné zdroje, dopravné cesty a inžinierske siete. Už dávno je dokázané, že 80 – 90 % všetkých údajov tvoria geodáta, teda nie len abstraktné, neosobné údaje, ale informácie, ktoré majú svoje špecifické miesto na mape, diagrame či pláne.

Každý z nás aspoň raz v živote pracoval s papierovou mapou. S príchodom počítačov sa objavili počítačové karty, ktoré majú mnoho ďalších a užitočných vlastností.

1. Čo je elektronické mapovanie

Na rozdiel od papierovej mapy obsahuje elektronická mapa skryté informácie, ktoré je možné použiť podľa potreby. Tieto informácie sú prezentované vo forme vrstiev, ktoré sa nazývajú tematické, pretože každá vrstva pozostáva z údajov na konkrétnu tému (obr. 1). Napríklad jedna vrstva elektronickej mapy môže obsahovať informácie o cestách, druhá - o žijúcom obyvateľstve, tretia - o firmách a organizáciách atď. Každú vrstvu je možné prezerať samostatne, kombinovať niekoľko vrstiev naraz alebo vybrať jednotlivé informácie z rôznych vrstiev a zobraziť ju na mape.

Elektronickú mapu je možné jednoducho zmenšiť na obrazovke počítača, posúvať ju rôznymi smermi, kresliť a mazať objekty a tlačiť na akomkoľvek území. Okrem toho má počítačová karta ďalšie vlastnosti. Môžete napríklad zakázať (alebo povoliť) zobrazovanie určitých objektov na obrazovke. Výberom objektu pomocou myši si môžete vyžiadať informácie o ňom, napríklad výšku a plochu domu, názvy ulíc atď.

S príchodom elektronických máp sa objavil ďalší pojem „geografické informačné systémy“ (GIS). Existujú desiatky definícií geografických informačných systémov (nazývajú sa aj geografické informačné systémy). Väčšina odborníkov sa však prikláňa k názoru, že definícia GIS by mala byť založená na koncepte DBMS. Preto môžeme povedať, že GIS sú databázové riadiace systémy určené na prácu s územne orientovanými informáciami.

Ryža. 1. Väčšina moderných GIS aplikácií je založená na informačných vrstvách.

Najdôležitejšou vlastnosťou GIS je schopnosť spájať kartografické objekty (teda objekty, ktoré majú tvar a umiestnenie) s popisnými, atribútovými informáciami týkajúcimi sa týchto objektov a popisujúcich ich vlastnosti (obr. 2).

Ako je uvedené vyššie, základom pre zostavenie GIS je DBMS. Avšak vzhľadom na to, že priestorové údaje a rôzne vzťahy medzi nimi sa pomerne ťažko opisujú relačným modelom, úplný dátový model v GIS má zmiešaný charakter. Priestorové údaje sú organizované špeciálnym spôsobom a táto organizácia nie je založená na relačnej koncepcii. Naopak, atribútové informácie objektov (sémantické údaje) možno celkom úspešne reprezentovať relačnými tabuľkami a podľa toho spracovať.

Ryža. 2. V elektronických mapách môže byť aj obyčajný bod sprevádzaný zbierkou fotografií, ktoré dávajú predstavu o tejto oblasti

Kombinácia dátových modelov, ktoré sú základom reprezentácie priestorových a sémantických informácií v GIS, vytvára georelačný model.

Akékoľvek geografické informácie obsahujú informácie o priestorovej polohe, či už ide o odkazy na geografické alebo iné súradnice alebo odkazy na adresu, PSČ, identifikátor pozemku alebo lesného pozemku, názov cesty atď. (obr. 3). Pri použití takýchto odkazov sa na automatické určenie polohy objektu používa postup geokódovania. S jeho pomocou môžete rýchlo určiť a vidieť na mape, kde sa nachádza objekt, ktorý vás zaujíma.

Sľubnejší je bezvrstvový objektovo orientovaný prístup k reprezentácii objektov na digitálnej mape. V súlade s ním sú objekty zaradené do klasifikačných systémov, ktoré odrážajú určité logické vzťahy medzi objektmi v predmetných oblastiach. Zoskupovanie objektov rôznych tried na rôzne účely (zobrazenie alebo analýza) sa robí zložitejším spôsobom, avšak objektovo orientovaný prístup je bližší povahe ľudského myslenia ako princíp vrstvy po vrstve.

Ryža. 3. Moderné GIS aplikácie dokážu vykonávať potrebné výpočty nákladnej dopravy

2. Modely GIS

Keďže GIS dokáže pracovať s dvoma výrazne odlišnými typmi údajov – vektorovými a rastrovými, existujú dva modely GIS.

Vo vektorovom modeli sú zakódované informácie o bodoch, čiarach a polygónoch uložené ako množina súradníc X, Y (v niektorých GIS sa často pridáva tretia priestorová súradnica a štvrtá, napríklad časová súradnica). Poloha bodu (bodového objektu), napríklad budovy, je opísaná dvojicou súradníc (X, Y). Lineárne prvky, ako sú cesty alebo rieky, sú uložené ako množiny súradníc X, Y. Polygónové prvky, ako sú parcely alebo obsluhované oblasti, sú uložené ako uzavretá množina súradníc. Vektorový model je obzvlášť užitočný na popis diskrétnych objektov a je menej vhodný na popis neustále sa meniacich vlastností, ako je hustota obyvateľstva.

Rastrový model je optimálny pre prácu so spojitými vlastnosťami, keďže rastrový obrázok je súbor hodnôt pre jednotlivé elementárne komponenty (bunky), je podobný naskenovanej mape alebo obrázku.

3. Problémy, ktoré treba riešiť

GIS na všeobecné účely zvyčajne vykonáva niekoľko úloh:

Zadávanie údajov;

Manipulácia a riadenie;

Žiadosť o informácie a jej analýza;

Vizualizácia údajov.

Na použitie v GIS je potrebné údaje previesť do vhodného digitálneho formátu. Proces prevodu údajov z papierových máp do počítačových súborov sa nazýva digitalizácia. V moderných GIS je možné tento proces automatizovať pomocou technológie skenera, čo je dôležité najmä pri realizácii veľkých projektov, alebo pri relatívne malom objeme práce je možné zadávať údaje pomocou digitizéra. Niektoré GIS majú zabudované vektorizéry, ktoré automatizujú proces digitalizácie rastrových obrázkov. Na dokončenie konkrétneho projektu je často potrebné upraviť existujúce mapové podklady. Pre spoločné spracovanie a vizualizáciu je vhodnejšie prezentovať všetky údaje v jednej mierke a rovnakej mapovej projekcii. Technológia GIS poskytuje rôzne spôsoby manipulácie s priestorovými údajmi a získavania údajov potrebných pre konkrétnu úlohu. V malých projektoch môžu byť geografické informácie uložené ako bežné súbory. Ale s nárastom objemu informácií a nárastom počtu používateľov je efektívnejšie používať DBMS, špeciálne počítačové nástroje na prácu s integrovanými súbormi údajov, na ukladanie, štruktúrovanie a správu údajov. Ak máte GIS a geografické informácie, môžete získať odpovede na jednoduché otázky aj zložitejšie otázky, ktoré si vyžadujú dodatočnú analýzu. Dotazy je možné nastaviť buď jednoduchým kliknutím tlačidla myši na konkrétny objekt alebo pomocou pokročilých analytických nástrojov. Proces prekrývania (priestorová fúzia) zahŕňa integráciu údajov umiestnených v rôznych tematických vrstvách. Pri mnohých typoch priestorových operácií je konečným výsledkom zobrazenie údajov vo forme mapy alebo grafu. GIS poskytuje úžasné nové nástroje, ktoré rozširujú a posúvajú umenie a vedu kartografie. S jeho pomocou je možné jednoducho doplniť vizualizáciu samotných máp o reportovacie dokumenty, trojrozmerné obrázky, grafy, tabuľky, schémy, fotografie a ďalšie prostriedky, napríklad multimédiá.

4. Kto potrebuje GIS

1. Pre podnikateľov.

Podnikatelia môžu používať GIS v rôznych oblastiach svojho podnikania na analýzu a sledovanie aktuálneho stavu a trendov v oblasti trhu, ktorá ich zaujíma.

2. Obchodní manažéri.

Vďaka schopnosti GIS prepojiť objekty vývojového diagramu procesu s čímkoľvek kliknutím na tlačidlo myši sa dosiahne efektívne riadenie procesu, minimalizuje sa predchádzanie nehodám, zvýši sa prevádzka, zvýši sa spoľahlivosť a znížia sa nároky na personál.

3. Pracovníci v oblasti ropy a zemného plynu.

4. Bezpečnostné služby.

GIS vám umožní určiť optimálne umiestnenie sledovacích kamier a iných zariadení, vydávať ich správy v reálnom čase a tlačiť zostavy v danom čase.

5. Dopravné služby.

Vďaka GIS môžete kedykoľvek zistiť, kde sú kamióny, stav povrchu vozovky, informácie o dopravných zápchach, efektívnejšie vypočítať dopravné zaťaženie a optimalizovať trasu.

6. Hasiči.

Hasičské jednotky dostávajú výkonný nástroj na koordináciu zásahov jednotlivých zložiek, pokrytie a monitorovanie väčšieho priestoru, vypočítavanie smeru požiaru a predpovedanie rýchlosti jeho šírenia.

7. Obchodníci.

Využitie GIS aplikácií pomáha preorientovať hlavný cieľ marketingového úsilia z uspokojovania priemerných potrieb obyvateľov mesta či regiónu na promptné reagovanie na požiadavky každého človeka, ktorý žije alebo pracuje v oblasti, kde sa predáva tovar spoločnosti.

Pomocou GIS môžete vykonať potrebný demografický prieskum, zistiť, kde žijú vaši potenciálni zákazníci a po ktorých cestách jazdia (umiestnite billboardy na tie najrušnejšie a najlepšie osvetlené).

9. Poštové služby.

Zodpovedajúce mapy sú prepojené s miestami pobytu klientov, trasami a letovými poriadkami, hranicami administratívnych regiónov a ďalšími užitočnými informáciami, ktoré vám umožňujú vyrovnať sa s rastúcimi tokmi korešpondencie.

10. Banky.

GIS vám pomôže presne a efektívne lokalizovať pobočky, vykonávať inkaso, prevádzkovať zdroje v súlade so stavom trhu s cennými papiermi a ďalšími faktormi.

11. Environmentalisti.

Využitie GIS umožňuje sledovať a hodnotiť stav krajiny a vodných plôch oblastí náchylných na ekologické katastrofy.

12. Ozbrojené sily.

GIS pomôže prepojiť operačné a taktické informácie s geografickými údajmi, ako aj sledovať pohyb vojsk a techniky v bojových oblastiach.

13. Správy.

Pre samosprávy miest a okresov je GIS nevyhnutným nástrojom pri správe inžinierskych sietí, cestných a iných služieb, ktoré zabezpečujú život miest a obcí.

5. Stručný prehľad nástrojov vývoja GIS

Univerzálny a najbežnejší nástroj na tvorbu GIS ARC/INFO slúži na poskytovanie počítačového mapovania a operatívneho rozhodovania. Pracuje s akýmkoľvek typom informácií týkajúcich sa územia. Pomocou ARC/INFO môžete jednoducho získať akúkoľvek mapu, diagram, video alebo kresbu v digitálnej forme, zadávať tabuľkové, štatistické a iné tematické údaje prepojené s objektmi mapy. ARC/INFO vám umožňuje pracovať so sériou máp, prekrývať jednu mapu na druhú a vykonávať s nimi súvisiace analýzy, vytvárať „pevné“ kópie potrebných máp a diagramov.

Zjednodušená verzia ARC/INFO – Arcview – podporuje interný formát SHAPE a interný programovací jazyk AVENUE. Pri použití tohto systému pre veľkoobjemové vrstvy sa však prejaví efekt závislosti procesora, t. j. na efektívnu prácu potrebujete mať výkonný procesor a pamäťové zdroje. Súčasťou dodávky sú doplnkové moduly na analýzu geoinformačných dát 3D-Analyst a SpatialAnalyst.

Plne funkčný shell geografických informačných systémov strednej triedy ATLAS GIS obsahuje všetky bežné prostriedky na zadávanie, úpravu a tlač/kreslenie máp, pokročilé prezentačné nástroje (plná kontrola farieb a tieňovania, tvorba a úprava symbolov, početné vložky, tematické mapovanie, obchodná grafika). Okrem toho podporuje prácu s rastrovými projektmi (rastrové substráty), umožňuje zoskupovať dáta podľa geografie, vytvárať nárazníkové zóny, špeciálne nástroje na spracovanie dát založené na knižnici vstavaných funkcií a operátorov a pokročilé funkcie pre import a export dát do iných formátov.

Pri vývoji GIS aplikácií poskytuje vývojové prostredie Maplnfo Professional prístup a správu databáz Oracle8i, dátové sklady na serveri, tvorbu tematických máp, tvorbu a písanie SQL dotazov. Okrem toho toto vývojové prostredie podporuje rastrové formáty vrátane BMP, JPG, TIFF, MrSID a má univerzálny konvertor pre formáty AutoDesk, ESRI a Intergraph. Počnúc verziou 6 je poskytovaná podpora pre internet a 3D obrázky a boli vylepšené nástroje geokódovania.

Ďalšie populárne vývojové prostredie, AutoCAD Map, má všetky nástroje AutoCAD 2000 plus špecializované možnosti na vytváranie, sledovanie a produkciu máp a geografických údajov. Umožňuje vám pracovať so širokou škálou formátov súborov a dátových typov, poskytuje databázovú konektivitu a obsahuje základné nástroje analýzy GIS. Pomocou aplikácie AutoCAD Map môžete spájať mapy s asociatívnymi databázami, pridávať údaje do máp a robiť ich inteligentnejšími, čistiť mapy, vytvárať topológie uzlov, sietí a polygónov na analýzu, vytvárať tematické mapy s legendami, pracovať s existujúcimi mapovými údajmi v iných súradniciach. systémy a formáty súborov, import dát z iných CAD a GIS systémov, export dát do iných formátov, tlač máp a atlasov.

Hlavnými výhodami ruského systému GEOGRAPH-GE-ODRAW sú funkčnosť a nízka cena. Pozostáva z troch hlavných modulov:

Geograf (modul koncového používateľa, v skutočnosti je to prehliadač);

Geodraw (vektorový topologický editor);

Geoconstructor (nástroj na vývoj aplikácií).

Softvérový balík GeoCad Systems (www.qeocad.ru) je určený na vývoj a následnú prevádzkovú údržbu informačných systémov pre zamýšľaný (hlavne katastrálny) účel koncového užívateľa. Moduly správy databáz tohto systému sú implementované v prostredí MS Access, čo používateľom poskytuje výkonný nástroj na vývoj a prispôsobenie klientskych aplikácií systému.

Modulárny viacúčelový katastrálny systém Geocad System obsahuje na spracovanie grafických informácií objektov (zobrazenie metrických údajov a ich grafickú úpravu) špecializovaný modul CPS Graf. Je neoddeliteľnou súčasťou.

GIS InGEO (www.integro.ru) je systém, v ktorom môže používateľ vytvárať knižnice ľubovoľných vektorových symbolov, čiar a výplní. Toto je najefektívnejší GIS na vytváranie topoplánov v mierke 1:10000 - 1:500. Má vyvinutý inštrumentálny systém v technológii lnternet\lntranet, pomocou ktorého môže používateľ samostatne zostavovať komplexné relačné tabuľky sémantických údajov kartografických objektov. InGEO má výkonnú katastrálnu nadstavbu - systém VLASTNÍCTVA a systém MONITORING.

Systém TopoL je univerzálny GIS použiteľný v mnohých odvetviach na riešenie rôznych aplikačných problémov. Umožňuje vám vykonávať celý rad prác pri vytváraní, úprave, analýze a používaní digitálnych máp oblasti. Jeho verzia TopoL-L je určená pre lesné podniky a lesné hospodárstvo.

Rozhranie programu je zamerané na úlohy špecifické pre dané odvetvie a je jednoduché a funkčné. Neexistuje štandardná ponuka pôvodného softvérového produktu. Menu obsahuje len tie položky, ktoré používateľ potrebuje.

Rozvoj internetu neobišiel ani kartografiu. Kartografický softvér pre internet vám teda umožňuje publikovať hotové tematické mapy na World Wide Web. Mapovacie aplikácie na strane servera navrhnuté tak, aby priniesli interaktívne mapy na internet, poskytujú širokú škálu funkcií mapovania. Jedným z týchto softvérových produktov určených na publikovanie a udržiavanie kartografických informácií na internete je MapXtreme - mapový aplikačný server vytvorený spoločnosťou Maplnfo Corporation. Otvorená architektúra MapXtreme funguje s akýmkoľvek webovým serverom a nevyžaduje ďalšie zásuvné moduly, čo vám umožňuje používať akýkoľvek prehliadač na PC alebo pracovnej stanici UNIX. Ďalší produkt tejto korporácie, MapXsite, celkom uľahčuje vkladanie mapových informácií do webových stránok.

6. Niektoré ukrajinské udalosti

Atlas Ukrajiny je prvý plnohodnotný geoinformačný produkt celoukrajinského významu. Vyvinuli ho spoločne zamestnanci kyjevskej spoločnosti Intelligent Systems GEO a Geografického ústavu Národnej akadémie vied Ukrajiny.

Elektronický atlas Ukrajiny je určený pre široký okruh používateľov a je určený predovšetkým na referenčné, informačné a používateľské účely. Umožňuje vám získať všeobecné a pomerne úplné pochopenie prírodných a sociálno-ekonomických procesov zobrazených na jeho mapách a môže sa stať učebnicou pri štúdiu týchto procesov. Hlavnou súčasťou informačnej podpory Atlasu Ukrajiny je súbor elektronických máp. Zahŕňa informácie o geopolitickej polohe Ukrajiny, jej histórii, prírodných podmienkach a zdrojoch, obyvateľstve, kultúre, náboženstve, ekonomických a sociálnych podmienkach života obyvateľstva, financiách a podnikaní, politike a ekológii.

Medzi funkčnosťou Atlasu Ukrajiny treba vyzdvihnúť zmenu mierky mapy pre detailnejší pohľad, získavanie informácií o prezeraných objektoch, schopnosť vyhľadávať informácie na mape podľa kľúčového slova a schopnosť tlačiť kartografickú materiálov.

Atlas Ukrajiny je dostupný aj na internete: na stránke spoločnosti Intelligent Systems GEO (www.isgeo.kiev.ua) si môžete pozrieť interaktívne mapy Kyjeva (mierka 1:50000) a Ukrajiny (1:500000).

Ďalší dobre známy GIS na Ukrajine - VISICOM-KIEV (vyvinutý kyjevskou spoločnosťou VISICOM (www.visicom.kiev.ua)) - je zameraný na široké spektrum používateľov, ktorí potrebujú analyzovať kartografické údaje, aby sa mohli rozhodovať. , ovládanie vlastných objektov, ako aj vyhľadávanie a zobrazovanie objektov na mape mesta Kyjev. Systém je ľahko ovládateľný a zároveň poskytuje pomerne široké možnosti vyhľadávania a zobrazovania údajov. Poskytuje používateľovi možnosť zobraziť ľubovoľný fragment plánu mesta, určiť polohu ulíc mesta na pláne podľa ich názvov a poštových adries. Pomocou tohto systému môžete tiež získať informácie o inštitúciách, podnikoch a organizáciách mesta, vyhľadať inštitúcie, podniky a organizácie nachádzajúce sa v meste Kyjev podľa rôznych kritérií, vytvoriť ďalšie informačné vrstvy v pláne mesta, vytlačiť potrebné fragmenty plánu a abecedne.digitálne charakteristiky jednotlivých podnikov alebo objektov vlastných informačných vrstiev používateľa, prezerať a vyhľadávať objekty dopravnej siete ukrajinského hlavného mesta, plánovať optimálne trasy.

Od konca roku 1998 sa na Ukrajine používa prvá verzia grafického informačného systému železničnej siete TMkarta (www.tmsoft-ltd.com). Má pohodlné grafické rozhranie, umožňuje zobraziť dopravnú sieť železníc po celej Ukrajine, SNŠ a Pobaltí a automaticky sledovať pohyb áut po celej ich trase.

V procese písania abstraktu sme sa zoznámili s elektronickým mapovaním, modelmi GIS, riešili problémy GIS, kto môže GIS potrebovať a urobili si stručný prehľad existujúcich GIS a GIS ukrajinského pôvodu. Táto esej môže byť užitočná pre študentov rôznych špecializácií, ktorí v procese učenia používajú rôzne geografické mapy.

Literatúra

1. Antonov A.V. Systémová analýza. Metodológia. Zostavenie modelu: Proc. príspevok. - Obnins: IATE, 2001. - 272 s.

2. Bogdanov A.A. Tetológia: V 3 zväzkoch - M., 1905-1924.

3. Venda V.F. Hybridné spravodajské systémy: evolúcia, psychológia, informatika. - M.: Strojárstvo, 1990. - 448 s.

4. Volová V.N. Základy teórie systémov a systémovej analýzy / V.N. Volová, A.A. Denisov. - Petrohrad: Štátna technická univerzita v Petrohrade, 1997. - 510 s.

5. Volová V.N. Metódy formalizovanej reprezentácie systémov / V.N. Volová, A.A. Denisov, F.E. Temnigov. - Petrohrad: Štátna technická univerzita v Petrohrade, 1993. - 108 s.

6. Gasarov D.V. Inteligentné informačné systémy. - M.: Vyššie. sh., 2003. - 431 s.

7. Gelshov V.M. Úvod do automatizovaných riadiacich systémov. - Kyjev: Technológia, 1974.

8. Degtyarev Yu.I. Systémová analýza a operačný výskum. - M.: Vyššie. sh., 1996. - 335 s.

9. Koryachov V.P. Teoretické základy CAD: Učebnica. pre vysoké školy / V.P. Koryacho, V.M. Krejčí, I.P. Norenov. - M.: Energoatomizdat, 1987. - 400 s.

10. Mamionov A.G. Základy budovania automatizovaného riadiaceho systému: Učebnica. za volanie - M.: Vyššie. sh., 1981. - 248 s.

11. Menyov A.V. Teoretické základy automatizovaného riadenia: Učebnica. príspevok. - M.: MGUP, 2002. - 176 s.

12. Ostreyovský V.A. Automatizované informačné systémy v ekonomike: Učebnica. príspevok. - St: SrSU, 2000. - 165 s.

13. Ostreyovský V.A. Moderné informačné technológie pre ekonómov: Učebnica. príspevok. Časť 1. Úvod do automatizovaných informačných technológií. - St: SrSU, 2000. - 72 s.

14. Automatizované informačné technológie v ekonomike/Ed. Prednášal prof. G.A. Titorenko. - M.: Computer, UNITY, 1998. - 400 s.

15. Automatizované informačné technológie v bankovníctve / Ed. Prednášal prof. G.A. Titorenko. - M.: Finstatinform, 1997.

Na rozdiel od papierovej mapy obsahuje elektronická mapa skryté informácie, ktoré je možné použiť podľa potreby. Tieto informácie sú prezentované vo forme vrstiev, ktoré sa nazývajú tematické, pretože každá vrstva pozostáva z údajov na konkrétnu tému (obr. 1). Napríklad jedna vrstva elektronickej mapy môže obsahovať informácie o cestách, druhá - o žijúcom obyvateľstve, tretia - o firmách a organizáciách atď. Každú vrstvu je možné prezerať samostatne, kombinovať niekoľko vrstiev naraz alebo vybrať jednotlivé informácie z rôznych vrstiev a zobraziť ju na mape.

Elektronickú mapu je možné jednoducho zmenšiť na obrazovke počítača, posúvať ju rôznymi smermi, kresliť a mazať objekty a tlačiť na akomkoľvek území. Okrem toho má počítačová karta ďalšie vlastnosti. Môžete napríklad zakázať (alebo povoliť) zobrazovanie určitých objektov na obrazovke. Výberom objektu pomocou myši si môžete vyžiadať informácie o ňom, napríklad výšku a plochu domu, názvy ulíc atď.

S príchodom elektronických máp sa objavil ďalší pojem „geografické informačné systémy“ (GIS). Existujú desiatky definícií geografických informačných systémov (nazývajú sa aj geografické informačné systémy). Väčšina odborníkov sa však prikláňa k názoru, že definícia GIS by mala byť založená na koncepte DBMS. Preto môžeme povedať, že GIS sú databázové riadiace systémy určené na prácu s územne orientovanými informáciami.

Ryža. 1. Väčšina moderných GIS aplikácií je založená na informačných vrstvách.

Najdôležitejšou vlastnosťou GIS je schopnosť spájať kartografické objekty (teda objekty, ktoré majú tvar a umiestnenie) s popisnými, atribútovými informáciami týkajúcimi sa týchto objektov a popisujúcich ich vlastnosti (obr. 2).

Ako je uvedené vyššie, základom pre zostavenie GIS je DBMS. Avšak vzhľadom na to, že priestorové údaje a rôzne vzťahy medzi nimi sa pomerne ťažko opisujú relačným modelom, úplný dátový model v GIS má zmiešaný charakter. Priestorové údaje sú organizované špeciálnym spôsobom a táto organizácia nie je založená na relačnej koncepcii. Naopak, atribútové informácie objektov (sémantické údaje) možno celkom úspešne reprezentovať relačnými tabuľkami a podľa toho spracovať.

Ryža. 2. V elektronických mapách môže byť aj obyčajný bod sprevádzaný zbierkou fotografií, ktoré dávajú predstavu o tejto oblasti

Kombinácia dátových modelov, ktoré sú základom reprezentácie priestorových a sémantických informácií v GIS, vytvára georelačný model.

Akékoľvek geografické informácie obsahujú informácie o priestorovej polohe, či už ide o odkazy na geografické alebo iné súradnice alebo odkazy na adresu, PSČ, identifikátor pozemku alebo lesného pozemku, názov cesty atď. (obr. 3). Pri použití takýchto odkazov sa na automatické určenie polohy objektu používa postup geokódovania. S jeho pomocou môžete rýchlo určiť a vidieť na mape, kde sa nachádza objekt, ktorý vás zaujíma.

Sľubnejší je bezvrstvový objektovo orientovaný prístup k reprezentácii objektov na digitálnej mape. V súlade s ním sú objekty zaradené do klasifikačných systémov, ktoré odrážajú určité logické vzťahy medzi objektmi v predmetných oblastiach. Zoskupovanie objektov rôznych tried na rôzne účely (zobrazenie alebo analýza) sa robí zložitejším spôsobom, avšak objektovo orientovaný prístup je bližší povahe ľudského myslenia ako princíp vrstvy po vrstve.

Ryža. 3. Moderné aplikácie GIS dokážu vykonať potrebné výpočty nákladnej dopravy

V posledných dvoch desaťročiach 20. storočia nastala ďalšia revolúcia (po radare) v navigačnej technike.

Impulzom pre vznik novej technológie bol rýchly rozvoj elektroniky, výpočtovej techniky a komunikácií na jednej strane a naliehavá potreba zlepšiť úroveň bezpečnosti plavby, ochrany ľudského života, drahého nákladu a ochrany životného prostredia, na druhej.

Papierová námorná navigačná mapa, navigátorský kompas, uhlomer a paralelné pravítko sa presúvajú z kategórie primárnych do sekundárnych, náhradných.

Po ich vytlačení si elektronická navigácia s istotou razí cestu.

Vrcholom moderných navigačných a počítačových technológií bolo vytvorenie elektronického adresára modernej lode - elektronického mapového navigačného informačného systému ECDIS (Electronic Chart Display and Information System). ECDIS zobrazuje mapy a polohu plavidla, umožňuje vykresliť trasu a sledovať odchýlky od danej trasy, počíta bezpečné kurzy, varuje navigátora pred nebezpečenstvom, vedie lodný denník, ovláda autopilota atď.

ECDIS je mimoriadne účinným informačným prostriedkom v navigácii, ktorý výrazne znižuje zaťaženie strážneho dôstojníka a umožňuje mu venovať maximum času monitorovaniu prostredia a prijímaniu informovaných rozhodnutí o riadení lode.

Celá škála existujúcich elektronických kartografických systémov je zvyčajne rozdelená do troch skupín:

ECDIS - elektronické kartografické navigačné informačné systémy;

ECS - elektronické kartografické systémy;

RCDS - rastrové mapové zobrazovacie systémy.

Medzinárodná námorná organizácia oficiálne uznáva iba ECDIS.

Rozumie sa, že z právneho hľadiska je ECDIS ekvivalentom moderných papierových navigačných máp v rámci požiadaviek predpisu V/20 dohovoru SOLAS. Informačný charakter ECDIS znamená jeho schopnosť poskytnúť navigátorovi na jeho žiadosť charakteristiky a parametre kartografických objektov, ako sú orientačné body, nebezpečenstvá, nebezpečné obrysy, zakázané a obmedzené oblasti pre navigáciu, ako aj údaje o podmienkach plavby pozdĺž celú trasu plavidla atď.

Navigačný charakter určujú tradičné úlohy ECDIS (predbežné a výkonné smerovanie, korekcia aktuálnej polohy), ako aj nové úlohy hodnotenia navigačnej bezpečnosti navigácie, aktualizácie elektronických máp, organizovanie včasných varovaní atď.

ECDIS zobrazuje presné údaje z námornej mapy na displeji v reálnom čase, t.j. v kombinácii s aktuálnou polohou plavidla získanou z DGPS, GPS. Systém spracováva a prezentuje informácie z iných navigačných senzorov, ako je gyrokompas, log, echolot, radar, ARPA. Obrázok ukazuje hlavné prvky ECDIS.

Elektronické kartografické navigačné informačné systémy sú určené na riešenie nasledujúcich navigačných úloh:

výstup údajov z prijímačov polohových indikátorov plavidla, ako aj denníka a gyrokompasu do elektronickej mapy a nepretržité monitorovanie vykresľovania skutočného stavu;

zaznamenávanie trajektórie prejdenej dráhy;

vedenie elektronického lodného denníka a tlač jeho údajov;

obnovenie zobrazenia trasy plavidla a záznamov v denníku každej plavby;

vypracovanie predbežného elektronického plánu pre nadchádzajúcu plavbu s výpočtami rýchlosti, vzdialeností a času plavby;

selektívna kontrola zloženia zobrazovaných kartografických informácií;

monitorovanie výkonnej elektronickej pokládky a parametrov pohybu plavidla po trase;

meranie geografických súradníc, vzdialeností a smerov akýchkoľvek mapových objektov;

signalizácia priblíženia k bodu obratu, odchýlky od stanovených parametrov pohybu plavidla a poruchy samotného systému;

zobrazenie mapy vo vhodnej mierke (zoom) a vloženie elektronickej mapy;

zobrazenie elektronickej mapy v režimoch orientácie „Sever nahor“ a „Kurz hore“;

získavanie ďalších referenčných informácií o kartografických objektoch, navigačných zariadeniach, ako aj hydrografických a iných informácií z databázy elektronických máp;

schopnosť monitorovať zmeny v umiestnení zachytených stacionárnych objektov vo vzťahu k pohybu vlastnej lode;

zobrazovanie obrázkov máp v rôznych formátoch vrátane štandardu ECDIS schváleného IMO;

automatické, poloautomatické a manuálne opravy elektronických máp;

výber farby obrazovky v závislosti od osvetlenia miestnosti kabíny;

okamžité zaznamenanie polohy plavidla (človek cez palubu);

zobrazenie cieľov zachytených na ARPA/radare na elektronickej mape;

zaznamenávanie (archivovanie) trajektórií cieľa na disk a možnosť ich zobrazenia spolu s príslušnou trajektóriou vlastnej lode a záznamami lodného denníka.

Táto formulácia legendárneho kapitána Vrungela, vynikajúca stručnosťou a kapacitou, plne odhaľuje problémy, ktoré riešia navigátori pomocou navigácie na plavbách, bez ohľadu na to, kde sa odohrávajú - na jazere, na mori alebo v oceáne.

Po niekoľko tisícročí boli hlavnými navigačnými nástrojmi kompas, mapa a sextant. Po dosiahnutí dokonalosti v priebehu vývoja sa tieto tri piliere, na ktorých spočívala navigácia, stali prekážkou technického pokroku v navigácii. Zvýšená veľkosť a rýchlosť lodí a zvýšená intenzita lodnej dopravy si vyžiadali zavedenie nových navigačných technológií, automatizáciu navigácie a zvýšenie bezpečnosti lodí. Tradičné nástroje lode nemohli splniť tieto požiadavky.

Na prekonanie slepej uličky bol potrebný kvalitatívny skok v kartografii – a ten nastal koncom minulého storočia. Nové výkonné počítače umožnili prevádzať papierové mapy do digitálnej podoby, ukladať ich, zaznamenávať na kompaktné médiá, prenášať po komunikačných linkách a opäť obnovovať na obrazovkách počítačov.

Vrcholom moderných navigačných a počítačových technológií bolo vytvorenie mozgu moderného plavidla - elektronický kartografický informačný systém ECDIS, ktorý zobrazuje mapy a polohu plavidla, vykresľuje trasu a kontroluje odchýlky od danej trasy, vypočítava bezpečné kurzy. , varuje navigátora pred nebezpečenstvom, vedie lodný denník a riadi autopilota atď.

Moderný elektronický mapovací systém pozostáva z troch hlavných prvkov – digitálnych máp zaznamenaných na niektorých nosičoch (hlavne CD), GPS prijímača a počítača s príslušným softvérom. Tento systém sa používa na veľkých plavidlách profesionálnej flotily, ale na malých plavidlách - člny, motorové a plachetnice, malé rybárske lode - je jeho použitie spojené s veľkými ťažkosťami, zvyčajne kvôli nedostatku miesta a potrebe chrániť počítač pred voda, vlhkosť, morská soľ. Preto boli pre malú flotilu vytvorené špeciálne zariadenia s rôznymi názvami - mapové plotre, navigačné a kartografické systémy, navigačné centrá obsahujúce vo svojom uzavretom kryte prijímač GPS, počítač s programom nainštalovaným vo výrobe a miniatúrny nosič kartografických informácií (kazeta ).

Uvažujme jednotlivé prvky navigačného a kartografického systému malého plavidla.

Nosiče kartografických informácií pre navigačné systémy malých plavidiel (mapové plotre) sú minikazety. Ak sa svetová databáza elektronických máp bežne nahráva na laserové CD, tak súbor máp rôznych mierok jednotlivých oblastí je zaznamenaný na minikazety. Počet zapisovateľných kariet závisí od kapacity kazety. Napríklad jedna kazeta C-Map NT+ môže obsahovať sadu máp Azovského a Čierneho mora.

Na zaznamenávanie máp na kazety sa používa niekoľko elektronických mapovacích systémov: C-Mar NT+, Navionics Nav-Charts™, Furuno MiniChart a niektoré ďalšie. Kolekcia kaziet C-Map NT+ má najväčšie pokrytie Svetového oceánu a čo je najdôležitejšie, obsahuje elektronické mapy domácich regiónov: Ladožské a Onežské jazerá, Fínsky záliv, Barentsovo, Biele, Azovské, Čierne a Kaspické more. Moria, vodné plochy susediace s Ďalekým východným pobrežím Ruska. Preto sa v budúcnosti budeme baviť o zariadeniach, ktoré pracujú s elektronickými mapami vo formáte C-Map NT+. Kazety C-Map NT+ vyrába medzinárodná spoločnosť S-MAR, ktorej zástupcom v Rusku je spoločnosť „C-MAP Russia“.

Existujú kazety, ktoré sú vhodné na krátke „rekreačné“ lety (Local), existujú kazety, ktoré sa používajú na cesty na stredné vzdialenosti (Standard), a existujú kazety určené na dlhé cesty (Wide). Ak napríklad jedna kazeta S (štandardná) obsahuje mapy jazera Onega alebo jazera Ladoga, potom kazeta obsahuje

W (Wide) zahŕňa súčasne mapy oboch jazier a východnej časti Fínskeho zálivu. Špeciálne pre rybárov boli vyrobené kazety s batymetrickými údajmi. Väčšina kaziet C-MAP NT+ obsahuje informácie o prístave a prílive, ktoré môže používateľ zobraziť na displeji plotra. Jedna kazeta môže obsahovať viac ako 150 elektronických navigačných máp a plánov prístavov rôznych mierok od 1:1500000 do 1:1500.

Špeciálna užívateľská kazeta (USER C-Card) vám umožní zaznamenať súradnice akýchkoľvek bodov, ktoré budete potrebovať na vašej ďalšej ceste, či už ide o reštauráciu na pláži alebo miesto na šnorchlovanie.

Ak chcete pracovať na ceste, ktorú ste prešli, alebo plánovať budúcu trasu doma, môžete použiť PC Planner NT. Tento prístroj je určený na používanie osobného počítača (PC) ako nástroja na plánovanie navigácie. Displej PC zobrazuje dostupné elektronické mapy pomocou kaziet C-MAP NT+, ktoré sa používajú priamo na palube plavidla. Funkcie PC Planer NT zahŕňajú prezeranie máp, približovanie, vytváranie vlastných značiek, plánovanie trasy a prezeranie prejdenej cesty. Každá plánovacia funkcia na grafovom plotri sa dá rovnako jednoducho implementovať na vašom domácom počítači.

Zdrojom údajov z elektronických máp S-MAP sú oficiálne mapy vytvorené hydrografickými službami, vnútropodniková produkcia údajov na základe zmlúv s hydrografickými službami, digitalizácia prieskumných materiálov malých prístavov v prípade absencie oficiálnych papierových máp (na príkaz miestnych úradov ).

Kartografická databáza NT podlieha pravidelným úpravám na základe upozornení od námorníkov. Nové verzie databázy NT sa vydávajú trikrát ročne. Používateľ môže vymeniť starú kazetu za opravenú (ako aj zakúpiť novú) jednoduchým kontaktovaním pobočky S-MAR Rusko alebo niektorého z predajcov.

CHARTPLOTTERY

Chartplotter (alebo navigačné centrum) je funkčne kompletné zariadenie obsahujúce vo svojom vodotesnom obale prijímač GPS (pri niektorých modeloch môže byť prijímač aj diaľkový), počítač s programom nainštalovaným z výroby, monochromatický alebo farebný displej, klávesnicu pre ovládanie a slot na vloženie kazety. Niektoré modely nemajú prijímač GPS a informácie o vašich vlastných súradniciach pochádzajú z externého zdroja. Povinným prvkom je port pre vstup/výstup informácií v medzinárodnom námornom formáte NMEA 0183.

Zoznámime sa s fungovaním a charakteristickými vlastnosťami chartplotterov na príklade obľúbeného modelu - Raychart 520 s monochromatickým displejom alebo jeho analógu Raychart 530 s farebným displejom od známej anglickej firmy Raymarine.

Oba chartplottery majú 12-kanálový paralelný GPS prijímač kombinovaný s anténou. Prijímač má všetky požadované funkcie: určenie súradníc a parametrov pohybu, možnosť vytvárať a ukladať trasové body a trasy pozdĺž nich, grafické zobrazovacie nástroje.

Na uľahčenie práce s grafovými plotrmi je vo výrobe predinštalovaná mapa sveta so všetkými hlavnými prístavmi a obývanými oblasťami. Neobsahuje podrobné informácie obsiahnuté v námornej mape, takže sa môže použiť len tam, kde je známe, že neexistujú žiadne navigačné riziká.

Podrobné mapy konkrétnej oblasti (napríklad jazero Onega, Čierne more) sa zadávajú z kazety, pre ktorú má mapový plotter jeden alebo dva sloty.

PRÁCA S CHARTPLOTTEROM

Stlačením tlačidla POWER zapneme prijímač. Znova stlačte toto tlačidlo a na obrazovke sa zobrazia ovládacie prvky jasu podsvietenia a kontrastu obrazu, ktoré vám umožnia upraviť kvalitu obrazu.

Takmer všetky chartplottery sa ovládajú rovnakým spôsobom ako na počítači, cez menu alebo pomocou trackballu a funkčných kláves. Pomocou menu nastavujete potrebné nastavenia pre zobrazenie, trasu, merné jednotky, bezpečnostné zóny atď., volíte rôzne funkcie, vytvárate trasy a body na trase.

Po zapnutí zariadenia, hneď ako jeho GPS prijímač zachytí satelitné signály, sa na obrazovke zobrazí mapa polohy plavidla, ktorej obraz bude umiestnený v strede. Ak existuje kazeta pre túto oblasť, na obrazovke sa zobrazí podrobná mapa konkrétnej oblasti.

Pohyb lode sa zobrazuje na displeji jedným z dvoch spôsobov. V prvom prípade jej značka zostáva nehybná v strede obrazovky na pozadí pohybujúcej sa mapy; v druhom prípade sa značka pohybuje od stredu k okraju obrazovky a po dosiahnutí sa vracia späť súčasne s posun mapy. V prípade potreby je možné zobraziť trajektóriu plavidla a jeho aktuálne súradnice.

Pomocou kurzora

Kurzor hrá dôležitú úlohu pri práci s mapovým plotrom. S jeho pomocou sa rieši veľa problémov: meranie azimutu a vzdialenosti k objektom, určovanie ich súradníc, vytváranie trasových bodov a trás, získavanie informácií a mnoho ďalšieho. Pozrime sa ako príklad na niekoľko funkcií kurzora.

Ak je počas plavby potrebné určiť vzdialenosť k nejakému objektu na mape (plechovky, stožiare), stačí presunúť kurzor kurzora nad tento bod a v informačnom okne sa zobrazia jeho súradnice, ako aj vzdialenosť a smer. vzhľadom na loď. Podobným spôsobom sa pomocou kurzora získavajú informácie o názvoch ostrovov, sídiel, prístavoch vyznačených na mape, o navigačnej situácii, hĺbkach a pod.

Pomocou kurzora je vytváranie trasových bodov a trás oveľa jednoduchšie. Na rozdiel od GPS prijímača, kde sa táto úloha rieši pomocou papierovej mapy s ďalším zadaním prijatých súradníc cez menu, v mapovom plotteri sa to jednoducho a rýchlo vykoná pomocou kurzora: stačí ho umiestniť na požadované miesto na elektronickej mape a stlačte požadované tlačidlo. Výsledný trasový bod je potom možné jednoducho upraviť, priradiť mu symbol alebo názov, presunúť na iné miesto alebo vymazať.

Trasa sa vytvorí podobným spôsobom: priradí sa jej číslo a body, ktoré definujú trasu plavidla, sa postupne označia kurzorom na mape na obrazovke. Výsledky vykresľovania zostanú na mape vo forme prerušovanej čiary, ktorú je možné pri príprave a počas plavby upravovať posúvaním, pridávaním alebo vymazávaním bodov kurzorom.

Výsledné trasy a ich jednotlivé body sú umiestnené na špeciálnych stránkach vo forme tabuliek so súradnicami. Môžete ich premenovať, priradiť im symboly (napríklad kotva, krížik, ryba atď.), zmeniť súradnice, vymazať, a to nielen pri plávaní, ale aj doma pomocou simulačného režimu.

Plavba po trase Pod pojmom „plavba po trase“ rozumieme postupný pohyb z bodu do bodu vopred naplánovanej a v pamäti uloženej trasy s využitím technických a softvérových možností zariadení, ktoré umožňujú kontrolovať odchýlky plavidla od daný smer.

V moderných mapových plotroch sa pri plavbe po trase kontrola odchýlky vykonáva dvoma spôsobmi: buď polohou značky plavidla na stanovenej trase, alebo pomocou špeciálnych grafických indikátorov, ktoré sa zvyčajne používajú v prijímačoch GPS - „diaľnica“ („cesta“ “), „kompas“, „trasa“. Niektoré modely mapových plotrov môžu kombinovať oba režimy na jednej obrazovke, čo uľahčuje navigáciu v náročných navigačných podmienkach. Okrem toho vám grafické indikátory umožňujú používať zariadenie ako bežný GPS prijímač na miestach, kde nie sú dostupné mapy C-Map NT.

Ak bola trasa vytvorená vopred a je uložená v pamäti zariadenia, potom cez menu vstúpia do knižnice trás, nájdu tú, ktorú potrebujú a aktivujú ju jedným z dostupných spôsobov, po čom sa časť mapy s trasou zobrazí sa zobrazí na obrazovke a mapový ploter sa prepne do režimu navigácie. Zároveň sa v dátovom okne zobrazí smer k prvému bodu trasy, vzdialenosť k nemu, čas cesty a čas príchodu a na grafických displejoch sa zobrazia odchýlky od skutočného kurzu. Po príchode k prvému bodu sa zariadenie automaticky prepne do režimu pohybu k ďalšiemu bodu atď., až kým nepríde ku konečnému bodu navigácie. Približovanie sa k bodu na určitú vzdialenosť môže byť voliteľne sprevádzané zvukovým signálom súčasne so zobrazením správy v informačnom okne na obrazovke.

Navigácia v trasových bodoch

Navigácia na trase je špeciálnym prípadom navigácie po trase, takže princípy používania mapového plotra a navigácie sú rovnaké.

Trasové body je možné vytvoriť vopred a uložiť do pamäte zariadenia, odkiaľ ich možno vyvolať, aktivovať pomocou funkcie GO TO a použiť na navigáciu. Vytváranie trasových bodov počas plavby je veľmi efektívne pomocou kurzora: na to jednoducho nasmerujte zameriavací kríž na požadované miesto a stlačte tlačidlo „GO TO“ - a mapový ploter naviguje k vybranému bodu.

SERVISNÉ FUNKCIE

Informačná databáza

Každý mapový plotter obsahuje súbor informačných údajov, ktorých objem a obsah sa môže v rôznych modeloch líšiť. Časť informačnej základne je zavedená pri výrobe zariadení a hlavná časť prichádza spolu s elektronickou mapou územia.

Hlavnou časťou databázy sú navigačné informácie, ktoré sú nevyhnutne prítomné v každom mapovom plotre. Patria sem informácie o hĺbkach, plavebných rizikách, plavebných podmienkach, názvoch ostrovov, zálivov, prístavov atď. Takéto údaje sa zvyčajne automaticky zobrazia v informačnom okne, keď je kurzor umiestnený nad daným objektom, alebo v niektorých modeloch, keď značka plavidla spadne do špecifikovanej oblasti blízko objektu. Na želanie môžete získať podrobnejšie informácie o označenom objekte: výška, farba a charakteristika svetiel majákov a bójí, stĺpy, charakteristika plavebných oblastí, informácie o prítomnosti zákazov kúpania a rybolovu atď.

Druhý blok údajov môže obsahovať zoznam prístavov a prístreškov pre danú mapu so vzdialenosťami k lodi a smermi k nim, ich charakteristikou (dostupnosť telefónu a telegrafu, nemocnice, ropné sklady, vlastnosti vodnej plochy). Zoznam prístavov je často usporiadaný podľa rastúcej vzdialenosti od lode, čo vám v prípade potreby umožňuje rýchlo vybrať najbližší prístrešok.

Užívateľské funkcie

Pod týmto nie veľmi správnym názvom rozumieme súbor širokej palety funkcií, ktoré užívateľovi uľahčujú prácu s mapovým plotrom. Každý model zariadenia má vlastnú sadu funkcií, preto sa zameriame len na tie najbežnejšie.

MOV (Muž cez palubu)

Toto je jedna z najdôležitejších funkcií, ktorá vám umožní zapamätať si polohu osoby, ktorá spadla cez palubu jedným stlačením klávesu, a prepnúť mapový ploter do režimu navigácie k miestu nárazu.

Funkcia Návrat na loď

Pri vykresľovaní trasy alebo prezeraní mapy pomocou kurzora môžete „stratiť“ značku plavidla. Ak sa chcete rýchlo vrátiť na miesto lode, existuje funkcia, ktorú možno v rôznych modeloch nazvať „DOMOV“, „Nájsť loď“, „Loď“ alebo niečo iné. Stlačením tohto funkčného tlačidla sa na obrazovke rýchlo zobrazí časť mapy, v strede ktorej je loď a kurzor.

Zaznamenávanie stôp

Keď sa plavidlo pohybuje, každý mapový ploter musí zaznamenať a uložiť prejdenú trasu. Najzložitejšie a najdrahšie prístroje dokážu uložiť niekoľko trás spolu s ich charakteristickými vlastnosťami a v prípade potreby ich reprodukovať, opraviť a použiť na navigáciu.

Navigačné alarmy

Táto funkcia vám umožňuje generovať alarmy (varovania) v prípade vstupu do špecifikovanej zóny, pri približovaní sa k bodu trasy, pri približovaní sa k navigačnému nebezpečenstvu, pri prejazde cez miesto, kde je hĺbka menšia ako špecifikovaná, keď plavidlo unáša na kotve.

Katalógy máp

Niektoré drahé mapové plotre často obsahujú katalógy máp, čo uľahčuje nájdenie správnej kazety alebo jej objednanie počas plavby. Katalóg máp môže byť regionálny alebo globálny.

"Echozvuk"

Táto funkcia, dostupná na niektorých chartplotteroch, vám umožňuje čítať aktuálne hodnoty hĺbky z mapy a zobrazovať ich súčasne s mapou na obrazovke v digitálnej alebo grafickej podobe.

Moderný trh ponúka veľký výber chartplotterov vyrábaných rôznymi spoločnosťami, s rôznymi veľkosťami obrazoviek, farebnými a monochromatickými, prenosnými a stacionárnymi. V prílohe sú uvedené charakteristiky niektorých najbežnejších zariadení využívajúcich kartografiu C-Map NT a C-Map NT+. Na záver o papierovej mape. Mapový ploter je nepochybne pohodlnejší ako papierová mapa, nekrčí sa, netrhá ani nevlhne, ľahko sa používa a má bohatšie informačné možnosti. Papierová grafika však dodnes zostáva spolu s denníkom hlavným dokumentom navigátora, ktorým sa v prípade nehody budú zaoberať kompetentné orgány.

Zapamätaj si to!

Charakteristika niektorých elektronických mapových plotrov od rôznych výrobcov
	RAYMARINE Raychart 320	RAYMARINE Raychart 520 (Raychart 530)	INTERPHASE Chartmaster 7MX (Chartmaster 7CVX)	INTERPHASE Chartmaster 11MX (Chartmaster 11CVX)	FURUNO GP-1650
	4,75" monochromatický	7" monochromatický (farba)	6" monochromatický (farba)	10,4" monochromatický (farba)	5,6" farba
Prijímač	12 kanálov vstavaný	12 kanálov diaľkový	12 kanálov vstavaný	12 kanálov vstavaný	8 kanálov vstavaný
Počet trasových bodov
Počet trás
Sila, V
Rozmery, mm
Hmotnosť, kg
Približná cena, USD

1. Základy elektronickej kartografie

1.1. Základné pojmy

Názov tejto disciplíny pozostáva z troch pojmov; kartografia, elektronická, zákl. Kartografia je táto mapa a všetko, čo s ňou súvisí. Základom je základná znalosť elektronickej kartografie. Koncept „elektronického“ je ťažké pripojiť ku karte. Je ľahšie pochopiť, kedy zavolať na digitálnu kartu. Ale takto sa tento koncept vyvinul.

Základy elektronickej kartografie sú základnými znalosťami elektronickej kartografie.

Štruktúra elektronickej kartografie je znázornená na obr.

Legislatíva a predpisy
Požiadavky na zdroje údajov	Požiadavky na spracovanie údajov	Požiadavky na údaje pred prezentáciou v zobrazovacom systéme	Požiadavky na systémy zobrazovania údajov	Požiadavky používateľov
Možnosť použitia v elektronických mapách	Môže byť použitý po spracovaní v existujúcich zobrazovacích systémoch	Potreba konvertovať údaje do formátu zodpovedajúceho systému zobrazovania údajov	Súlad s požiadavkami príslušných organizácií	Znalosť základov elektronickej kartografie

Zdroje údajov pre elektronické mapy

Spracovanie údajov na zobrazenie.

Údaje na zobrazenie

Systémy zobrazovania údajov

Používateľ elektronických kariet

Navigačné systémy

GPS, GLONASS, AIS, tzv. tr-t atď.

Systémy arr. údajov

panoráma,

Použitie: námorná a pozemná navigácia,

spracovanie geodát, veda, školstvo, rôzne oblasti

Pamäťové médium
papier, fotopapier, elektronické (digitálna, análna kamera, TV kamera)	papier, Fotopapier, elektronické (digitálny fotoaparát, TV kamera)	elektronické
Dátový typ
Raster, vektor	Raster, vektor	vektor raster
Formát údajov
	Rastrové a vektorové formáty	vo formáte zobrazovacieho systému

Ryža. 1. Štruktúra elektronickej karty

V papierovej kartografii sa symboly kreslia na papierový podklad. Symboly sú zároveň pre človeka zrozumiteľné a spĺňajú určité požiadavky. V elektronickej mape je to podobné, len namiesto papierového podkladu je tam zobrazovací systém vo forme displeja.

Zdroje pre tvorbu elektronických máp sú rovnaké ako pre papierové, plus údaje v digitálnej forme. V procese vývoja elektronickej kartografie sa ukázalo, že dáta v rôznych zobrazovacích systémoch majú rôzne formáty, čo sťažuje až znemožňuje použitie dát v iných zobrazovacích systémoch.

Pred zobrazením v zobrazovacom systéme je potrebné údaje spracovať.

Zdroje údajov pre elektronickú kartografiu, systémy spracovania údajov, údaje pred prezentáciou v zobrazovacom systéme, samotné zobrazovacie systémy a používateľ elektronických máp musia spĺňať príslušné požiadavky stanovené na základe predpisov a legislatívy.

Okrem toho sú pre prácu s elektronickou kartografiou potrebné znalosti o dátových formátoch, typoch grafiky (vektorová, rastrová), návrhu zobrazovacích systémov, spôsoboch spracovania a prezentácie dát a ďalšie znalosti súvisiace s elektronickou kartografiou.

Na získanie týchto vedomostí si kadeti určili zoznam prednášok a laboratórnych prác potrebných na to, aby kadet ovládal disciplínu „Základy elektronickej kartografie“

Podľa GOST 21667-76 Kartografia. Pojmy a definície,

Kartografia je oblasť vedy, techniky a výroby zahŕňajúca štúdium, tvorbu a používanie kartografických diel.

Zdrojový kartografický materiál- kartografický materiál, ktorý sa používa na vytvorenie alebo aktualizáciu mapy.

Mapa - zostrojený v kartografickej projekcii zmenšený, zovšeobecnený obraz povrchu Zeme, povrchu iného nebeského telesa alebo mimozemského priestoru, zobrazujúci objekty na nich umiestnené v určitom systéme konvenčných symbolov.

Podľa GOST 28441-99 DIGITÁLNA KARTOGRAFIA, digitálny mapa; CC: Digitálny kartografický model, ktorého obsah zodpovedá obsahu mapy určitého typu a mierky.

Zjednodušene povedané, karta je papierové médium s vytlačenými symbolmi, ktoré je podľa regulačných dokumentov potrebné na to, aby osoba mohla vykonávať svoje činnosti.

Digitálna mapa – informácie, ktoré spĺňajú normu. S57,

V zobrazovacom systéme ECDIS je digitálna mapa v súlade s normou S57 pre výmenu údajov medzi systémami a určitým štandardom v rámci samotného systému.

Hlavným cieľom elektronických máp a navigačných systémov vybudovaných na ich základe je zjednodušiť každodennú prácu navigátora a zvýšiť bezpečnosť navigácie.

Prvé elektronické mapy sa objavili v 90. rokoch a išlo o naskenované kópie papierových máp. Takéto karty sa zvyčajne nazývajú rastrové elektronické mapy. Ukázalo sa však, že jednoduché skenovanie papierových máp často znemožňuje ich použitie v spojení s modernými navigačnými zariadeniami. Okrem toho použitie rastrových elektronických máp (RENC) sťažuje vykonávanie automatickej analýzy navigačnej situácie.

Na základe dôkladného štúdia moderných informačných technológií a ich špecifík v oblasti námornej navigácie vypracovala IMO/IHO harmonizačná skupina operačný štandard pre elektronický mapový a informačný systém zobrazovania ECDIS na základe použitia vektorové elektronické karty Formát S-57. Hlavný účel normy S-57- štandardizácia výmeny hydrografických údajov medzi hydrografickými službami, agentúrami, výrobcami kartografických produktov a ECDIS-systémy

Podľa S-57 sú hydrografické informácie štruktúrované do súborov údajov, ktoré je možné následne kombinovať do súborov na výmenu. Dátový súbor S-57 možno považovať za objektovo orientovanú databázu, podliehajúcu sémantickým pravidlám uvedeným v štandarde (objekty, atribúty, vzťahy medzi nimi atď.) a zaznamenávanú (kódovanú) v súlade so syntaxou opísanou v štandardné.

Sémantika normy vychádza z toho, že každý kartografický objekt má priestorovo-geometrické aj funkčno-popisné vlastnosti. V súlade s tým sa mapa S-57 skladá z dvoch typov objektov: priestorových (priestorových) a popisných (rysových). Priestorové objekty (napríklad uzol – uzol, hrana – segment, plocha – plocha) sú charakterizované súradnicami, ktoré špecifikujú ich polohu na povrchu Zeme. Charakteristické objekty majú určitý súbor atribútov a popisujú určitý prírodný alebo umelý objekt, napr.: LNDARE - oblasť zeme, DEPARE - oblasť hĺbky, BOYCAR - kardinálna bója atď. Medzi objektmi môžu existovať spojenia rôznych typov, čo umožňuje modelovať ľubovoľne komplexnú entitu reálneho sveta. Podrobný popis štandardu nájdete v IHO Transfer Standard for Digital Hydrographic Data Edition 3.0 -

V súčasnosti prechádzame z verzie 2 štandardu S-57 (známeho ako DX90) na najnovšiu edíciu S-57 edícia 3. Treba poznamenať, že v dôsledku významných zmien v sémantickom modeli je konverzia údajov z DX90 na S- 57 vyd. 3 je dosť náročná úloha. programy inšpektor dKart A dKart Office umožňujú automatizovať proces konverzie dát a vytvárania digitálnych výmenných sád, poskytujúcich nástroje na kontrolu kvality vyrábaných produktov.

Ako štandard výmeny hydrografických údajov nie je S-57 optimálny na priame použitie v lodných navigačných systémoch. Navigačné elektronické kartografické systémy môžu využívať interný formát prezentácie údajov - SENC(Systém ENC). Formát SENC je kompaktnejší a je špeciálne navrhnutý na prezentáciu mapových informácií na obrazovke monitora.

Jedným zo široko používaných formátov SENC kompatibilných s S-57 je formát mapových údajov CM93 z C-Map.

Navigačné elektronické kartografické systémy dKart Navigator A dKart Explorer sú zamerané na používanie údajov kompatibilných s S-57, vrátane CM93 a DCF.

Ak máte otázky týkajúce sa nákupu elektronických navigačných máp CM93, pozrite si časť elektronické karty.

elektronické mapy okrem údajov obsiahnutých na tradičných námorných mapách obsahujú aj údaje z iných zdrojov - knihy svetiel a značiek, smery plavby atď. - nie

Oproti klasickým papierovým mapám a publikáciám majú elektronické mapy množstvo výhod, ktoré zvyšujú bezpečnosť plavby a uľahčujú orientáciu v aktuálnej navigačnej situácii:

elektronické mapy okrem údajov obsiahnutých na tradičných námorných mapách obsahujú aj údaje z iných zdrojov - knihy svetiel a značiek, plavebné smery a pod. - nie je potrebné hľadať navigačné informácie v rôznych zdrojoch - všetky údaje sú sústredené v elektronický graf;

vektorová dátová štruktúra (ktorá je štandardom pre elektronické mapy) umožňuje rýchlu analýzu navigačnej situácie a informuje navigátora o možných nebezpečenstvách;

Postup aktualizácie elektronickej mapy je oveľa jednoduchší ako tradičný a dá sa dokončiť v priebehu niekoľkých minút priamo na mori. Pomocou elektronických máp a digitálnych opráv má navigátor istotu, že kartografické informácie, ktoré má, odrážajú najnovšie zmeny;

spolu s externými navigačnými zariadeniami ( GPS,SARP, AIS transpondér) Elektronické mapy poskytujú možnosti zobrazenia navigačnej situácie v reálnom čase, vrátane vlastnej polohy plavidla, polohy radaru a cieľov AIS.

Všeobecné princípy konštrukcie navigačných informačných zobrazovacích systémov používaných v elektronickej kartografii

V súčasnosti koordinačné činnosti pre štandardizáciu elektronických kariet vykonáva IHO v spolupráci s IMO. Elektronická karta. Tento pojem zahŕňa tri pojmy:

popis údajov;

softvér na ich spracovanie;

elektronický systém zobrazovania údajov.

1.2. Rozsah elektronických kariet

Oblasť použitia elektronických kariet: námorná a riečna lodná doprava, cestná doprava, ministerstvo obrany, rôzne oblasti vedy a techniky

1.3. Používatelia elektronických kariet

Používatelia elektronických kariet; kapitán, navigátor (námorná a riečna plavba); vodiči, dispečer (pozemná doprava); kapitán, navigátor (letecká doprava; kozmonauti; geodeti; geografi; atď.

1.4. Kontrolné otázky

1. Čo je to papierová mapa?

2. Čo je elektronická karta?

3. Čo je to kartografia?

4. Čo je elektronická kartografia?

5. Aké sú hlavné dôvody prechodu z papierových máp na elektronické?

6. Aký je rozsah použitia elektronických kariet?

7. Kto sú používatelia elektronických kariet?