Картографирование в Интернете

Картографирование в Интернете или, точнее, с помощью Интернета имеет три аспекта:

♦ получение информации для составления карт;

♦ сам процесс интерактивного картографирования;

♦ презентация картографических произведений.

Следует иметь в виду и еще один важный момент. Коммуникация в компьютерных сетях обеспечивает налаживание тесных контактов между картографическими учреждениями, фирмами, отдельными лицами для обмена опытом. Появляется возможность быстро полу­чать сведения о новейшей электронной продукции, программных средствах для картографирования и т.д. Составитель может «перека­чать» эту информацию в свой компьютер и использовать в качестве источника. Картографы—пользователи Интернета имеют возможность оперативно участвовать в обсуждении актуальных профессиональ­ных проблем, регулярно отыскивать необходимые картографичес­кие сведения на справочных серверах и в базах метаданных.

Возможности интерактивного составления карт в Интернете весьма разнообразны. Один из самых доступных вариантов — пост­роение картограмм и картодиаграмм по статистическим данным (с этого начиналась вся автоматизированная картография). Это сво­еобразная «интерактивная композиция карт», которая не предпо­лагает какой-либо сложной обработки исходной информации. До­статочно иметь базы цифровых статистических данных и картогра­фическую основу с сеткой административных районов.

Более сложные тематические карты требуют обращения в Веб для целенаправленного поиска источников, подбора слоев, их последующего совмещения и комбинирования, управления раз­ными базами данных, выполнения процедур генерализации и

284 Глава XV. Картография и телекоммуникации

Интернет - ГИС

классификации, выбора способов изображения и т.п., включая оформление страницы в Интернете.

Новые технологии позволяют разнообразить способы изображе­ния, менять стили оформления карт, использовать эффекты машин­ной графики и компьютерного дизайна, применять анимации и сред­ства мультимедиа. Настольные электронные издательские картогра­фические системы высокого разрешения оперативно размножают составленные карты в требуемом количестве экземпляров.

Все эти процедуры и технологии обозначаются терминами Интернет-картографирование и Веб-картографирование. Правомер­но говорить и об интерактивном Интернет-использовании карт, включая картометрирование, морфометрический и математико-статистический анализ, изучение структуры, взаимосвязей, спо­собов районирования по комплексу показателей и — что особенно эффективно в Интернете — исследование динамики по наборам разновременных карт и снимков.

Один из способов Веб-картографирования — это создание вир­туальных картографических произведений (см. разд. 14.7) на осно­ве содержащихся в компьютерной сети карт и отдельных картогра­фических слоев, снимков, анимаций, других изображений, стати­стических данных и т.п. Виртуальные карты и атласы можно анализировать в сети так же, как обычные, моделировать ситуа­ции, проигрывать какие-либо задачи и принимать решения. Они имеют разный пространственный охват — от обзорного глобаль­ного до регионального и локального.

Поиск в Интернете картографических источников осуществля­ют разными путями:

♦ «графический» или, точнее, «картографический» путь, когда на экран выводится карта мира и пользователь последова­тельно указывает интересующий его континент, затем стра­ну, регион, город и т.п.;

♦ «тематический» вариант, при котором информационные ре­сурсы сгруппированы по видам и темам, так что можно, на­пример, вызвать снимки, анимации либо исторические, ту­ристские, дорожные карты;

♦ «текстовой» путь, когда пользователь осуществляет быструю навигацию по интересующей его области с помощью тексто­вого меню;

♦ «поисковый» путь, т.е. поиск нужного изображения с помо­щью ключевых слов;

♦ «газетир», который предоставляет пользователю полные спис­ки документов по каждому континенту или региону.

Предоставляя новые возможности для картографирования, компьютерные сети сами нуждаются в картографическом отобра­жении.

Картографирование сетей телекоммуникации— особое направ­ление тематической картографии, которое охватывает разные аспекты размещения, оценки состояния и перспектив развития сетей.

Карты телекоммуникационных сетей показывают положение каналов и центров связи, сетевую инфраструктуру в целом, объе­мы информации, проходящей в единицу времени, степень и ди­намику загрузки по месяцам, неделям, дням и т.п. Особое направ­ление — картографирование взаимодействия сетей со средой, в которой они функционируют, показ региональных различий в плотности сетей, обеспечении коллективных и индивидуальных пользователей услугами телекоммуникации. Наконец, карты спо­собствуют прогнозированию и планированию территориального развития сетей, оптимизации их функционирования.

Интернет-ГИС

Широкая экспансия Интернета значительно изменила ГИС-технологии. Здесь обнаружилась любопытная диалектика. Вначале развитие ГИС закономерно привело к сетевым технологиям. Они, как было показано выше (см. разд. 14.1), позволили интегрировать многие источники информации, обновлять их в оперативном ре­жиме, а главное — пользоваться распределенными базами дан­ных. Но затем оказалось, что одиночные ГИС, создаваемые отдельными лицами (или коллективами исследователей), стано­вятся малоэффективными, если они не интегрированы в компь­ютерные сети.

Во всяком случае по мере развития Интернет все более от­четливо приобретает черты глобальной ГИС.В самом деле, все­мирная компьютерная сеть, подобно огромной ГИС, обеспечива­ет сбор и хранение данных, доступ к ним клиентов, передачу и обмен информацией, ее программную обработку и анализ, а в

286 Глава XV. Картография и телекоммуникации

Перспективы взаимодействия 287

итоге — представление результатов (часто новых карт) широкому кругу пользователей.

Сочетание ГИС и Интернет-технологий позволяет исследова­телю отыскивать нужные ему карты и далее работать с ними в интерактивном режиме, как с обычными настольными ГИС. Та­кой процесс реализуют двумя способами: либо «обучают» Веб-сер­вер, на котором располагаются интерактивные карты, основным функциям ГИС, либо создают специализированное программное обеспечение, поддерживающее функции настольной ГИС. В этом случае Веб-сервер обеспечивает только коммуникацию.

Сходство геоинформационных и сетевых технологий привело к их соединению, созданию Интернет-ГИС и формированию интег­ральной сетевой геоинформационной среды.

Интернет-ГИС— это геотелеинформационная система, исполь­зующая телекоммуникационные сети как средство передачи ин­формации, доступа к удаленным базам данных и программным модулям для анализа, принятия решений и презентации резуль­татов, включая карты.

Интернет-ГИС воспринимает и воспроизводит в расширенном виде все функции обычных ГИС, а к тому же обеспечивает доступ и обмен прикладными программами. Таким образом, исследовате­ли получают возможность пользоваться программным обеспече­нием, которое необязательно инсталлировано в их персональных компьютерах. При этом Интернет-ГИС обеспечивает распределен­ность пространственных данных и средств анализа, которые могут быть размещены в разных точках сети, оперативное обновление информации и программного обеспечения.

Интернет-ГИС реализует две технологии картографирования. В одном варианте карты полностью создаются на удаленном сер­вере по запросу пользователя и затем передаются ему, в другом — к пользователю поступают лишь файлы исходных данных, и он самостоятельно выполняет их обработку и составление карт в ин­терактивном режиме. Обе технологии предполагают достаточно вы­сокую картографическую культуру пользователей в сочетании с хорошим знанием возможностей электронных сетей.

Виды и варианты пользовательских Интернет-ГИС весьма раз­нообразны по назначению и функциям. Одни из них позволяют только находить, визуализировать и обрабатывать необходимую информацию, другие, кроме того, осуществляют оперативное слежение за ресурсами пространственными данными, а третьи,

наиболее развитые системы, обеспечивают еще и обмен данными с другими серверами.

Функционирование картографических Интернет-ГИС потребо­вало определенной перестройки системы хранения цифровой ин­формации, большей ее концентрации, централизации фондов и совершенствования системы доступа для максимального количе­ства пользователей. Ряд стран создают государственные библиоте­ки цифровых данных, располагающие миллионами единиц хране­ния аэро- и космических снимков. Такие библиотеки содержат до­ступные всем клиентам компьютерной сети описания (метаданные) различных фондов и коллекций цифровой геоинформации. Доступ к базам данных ограничен, он открыт только для зарегистриро­ванных государственных ведомств и лиц, владеющих соответству­ющими паролями.

Многие страны предпринимают усилия для создания единых региональных инфраструктур пространственных данных. Так по­ступили западноевропейские государства, страны Азии и Тихого океана. Идеи формирования подобной инфраструктуры прораба­тывают и картографо-геодезические службы стран СНГ, ощущаю­щие необходимость сотрудничества в этой сфере.

15.6. Перспективы взаимодействия

Геоинформация составляет обширную часть информации, жиз­ненно необходимой современному обществу. Экономика, культу­ра, наука и образование, средства массовой информации, эколо­гическая обстановка, внутренняя, внешняя политика и оборона, а в конечном счете — роль страны в мировом сообществе во мно­гом зависят от качества и доступности геоинформации. Поэтому разработка средств и методов передачи геоинформации является одним из приоритетных научных направлений.

Соединение картографии, ГИС-технологий и телекоммуника­ционных сетей закономерно ведет к формированию особого науч­ного направления — геотелекоммуникации как дисциплины, изуча­ющей обращение геоинформации в компьютерных сетях. При этом взаимодействие происходит по двум главным направлениям:

♦ использование телекоммуникационных сетей (Интернета и др.) как средства распространения картографической ин­формации;

288 Глава XV. Картография и телекоммуникации

♦ развитие телекоммуникационного картографирования как особого направления картографии, опирающегося на ГИС-и Интернет-технологии.

Развитие первого направления предполагает решение техни­ческих и организационных проблем, и прежде всего повышение пропускной способности и расширение каналов связи, совершен­ствование средств навигации в сетях и упрощение интерфейса. Для второго направления необходима разработка теории картографи­ческого моделирования в компьютерных сетях, средств и языка представления геоинформации, новых методов пространственно-временного анализа, способов визуализации. Таким образом, в пер­вом случае внимание акцентируется на технических и технологи­ческих аспектах, а во втором — на проблемах методологического характера.

Глава XVI

Геоизображения

Понятие и определение

Никогда прежде ученые и практики, работающие в области наук о Земле и обществе, не имели дела с таким обилием карт самого разного назначения и тематики, а кроме того, аэро- и космических снимков, трехмерных моделей, электронных карт, анимаций и иных экранных изображений. Прогресс геоинформационного картографи­рования, дистанционного зондирования и средств телекоммуни­кации привел к тому, что карты традиционного типа перестали быть единственным и безраздельным средством познания окружа­ющего мира. Съемки в любых масштабах и диапазонах, с различ­ным пространственным охватом ведутся на земле и под землей, на поверхности океанов и под водой, с воздуха и из космоса.

Все множество карт, снимков и других подобных моделей мож­но обозначить общим термином — «геоизображения».Опре­деление его таково: геоизображение— любая пространствен­но-временная, масштабная, генерализованная модель земных (планетных) объектов или процессов, представленная в графи­ческой образной форме. В этой формулировке отмечены глав­ные свойства, присущие всем геоизображениям (масштаб, ге-нерализованность, наличие графических образов), и указана их специфика — это изображения Земли и планет*. Геоизображения отображают недра Земли и ее поверхность, океаны и атмосферу, педосферу, социально-экономическую сфе­ру и области их взаимодействия.

* Слово «гео» применительно к другим планетам вполне правомерно, по­скольку планетологи давно согласились отказаться от терминов «селенология» и «селенография», «ареология» и «ареография» и т.п. и перешли к более удобным и понятным названиям: геология и география Луны, геология и география Марса, Венеры и др.

19-4886

290 Глава XVI. Геоизображения

Классификация геоизображений 291

Виды геоизображений

Геоизображения подразделяют на три класса:

♦ плоские, или двухмерные — карты, планы, анаморфозы, фо­тоснимки, фотопланы, телевизионные, сканерные, радио­локационные и другие дистанционные изображения;

♦ объемные, или трехмерные — анаглифы, рельефные и физи­ографические карты, стереоскопические, блоковые, голог-рафические модели;

♦ динамические трех- и четырехмерные — анимации, картог­рафические и стереокартографические фильмы, киноатласы, виртуальные изображения и т.п.

Основные виды карт, аэро- и космические снимки, другие пространственные модели были рассмотрены выше (см. гл. I и X). Многие из них давно вошли в практику, другие появились сравни­тельно недавно, а некоторые находятся еще в стадии эксперимен­тальной разработки, как, например, голографические геоизобра­жения. Новые компьютерные технологии постоянно порождают новые и новые геоизображения, наилучшим образом удовлетво­ряющие требованиям усложняющихся научных исследований и практических приложений.

В пределах каждого вида есть десятки разновидностей: карты всевозможной тематики, снимки в разных диапазонах спектра, блок-диаграммы в любых проекциях и ракурсах. Но кроме того, существует еще множество комбинированных геоизображений, со­четающих в себе свойства разных моделей. Таковы, например, ком­бинации карт и снимков: фотокарты, ортофотокарты, космокар-ты. Обычно это полиграфические оттиски с аэро- или космичес­ких фотопланов, в которые впечатаны координатные сетки и рамка, картографические обозначения и надписи (см. разд. 1.7 и 11.5). Ши­роко известны топографические и тематические фотокарты: космо-тектонические, космофотогеоботанические и т.д. Они удобны для проектно-изыскательских работ, геологической разведки, сельско­хозяйственного освоения земель и т.д. Применяют и упрощенные монтажи космических снимков с нанесенной на них координат­ной сеткой, так называемые «иконокарты», оперативно составля­емые в крупных масштабах на малоизученные территории.

К комбинированным изображениям принадлежат и фототеле­визионные снимки, в которых преимущества четких и малоиска-

женных фотографий сочетаются с оперативностью телевизионно­го способа их передачи на Землю. Есть много примеров сочетания и синтезирования телевизионных и сканерных, сканерных и ра­диолокационных изображений. К комбинированным трехмерным геоизображениям можно отнести дисплейные стереомодели и анаг­лифы. Взгляд на них через специальные очки создает полную ил­люзию объемного изображения. Разработаны методы построения цифровых голограмм, в том числе и метахронных. Виртуальное изображение (см. разд. 14.7), совмещающее трехмерную модель ре­льефа, фотоизображение ландшафта и компьютерную анимацию, — один из наиболее ярких примеров многомерного комбинирован­ного геоизображения.

Такие сложные комбинированные модели, сочетающие в себе разные свойства, можно назвать гипергеоизображениями(или для краткости — гиперизображениями).

В разных комбинациях они синтезируют геометрические, яр-костные, динамические, стереоскопические свойства. Кроме вир­туальных моделей, к ним можно отнести и статичные «пейзажные карты» — особые трехмерные изображения, в которых реалисти­ческая наглядность художественных пейзажей соединяется с точ­ностью блок-диаграмм, и цветокодированные космофотокарты, охватывающие всю планету или крупные ее регионы, и многие другие. Гиперизображения — это почти всегда программно-управ­ляемые модели, конструируя которые можно задавать те или иные свойства и изменять их по мере необходимости.