Картографический журнал |
Геоданые |
Картографические основы |
Наборы геоданных |
Примеры карт -------------------------------------------------------- - Украина. Природные и техногенные чрезвычайные ситуации по регионам -------------------------------------------------------- - выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух на одного жителя в Украине -------------------------------------------------------- -темпы динамики численности населения городов Украины в 2002-2014 гг |
Подробная карта рельефа Украины в формате SHP
Во многих отраслях экономики и профессиях имеются производственные процессы, связанные со сбором, обработкой и интерпретацией геопространственных данных. Это особенно характерно для естественных специальностей, или, другими словами, для специалистов по наукам о Земле. Географы, геологи, экологи не только используют географически привязанные результаты наблюдений, но и нуждаются в специфических географических базах данных для анализа и интерпретации собранной информации. Например, для создания карт природных явлений нужны не только данные наблюдений на водных объектах (данные водомерных постов), мониторинга погоды и климатических характеристик (данные с метеостанций), почвоведческих изысканий и т. п. Для осуществления пространственного анализа нужны данные о главных компонентах географической среды на регион выполнения работ. Скажем, для определения площади водосбора реки нужна не только сеть ее притоков, но и рельеф местности (желательно в виде изогипс).
Название и терминология. Есть несколько названий-синонимов для геопространственных данных, которые описаны ниже. Причиной этого является отсутствие общепринятого определения для картографического произведения, содержание которого составляют только изолинии высоты земной поверхности (рис. 1), поскольку в такого рода продуктах нет необходимости. Чаще всего используется термин «карта рельефа» — более 28 600 000 найденных страниц в Google. Реже встречается «карта горизонталей» — до 89 100. Часто (более 413 000 найденных страниц) используется термин «высотная основа», но в другом смысле, как сетка закрепленных на земной поверхности (или в горных выработках) пунктов, которые имеют высотные отметки. Следует умножить количество указанных терминов на число синонимов изолиний высот земной поверхности (еще есть «горизонтали» и «изогипсы»).
Рис. 1. Визуализация карты рельефа Украины в горизонталях
Все эти словосочетания в комбинации с различными формами и переводами ключевого слова «скачать» (скачать) пользователь вводит в поисковую систему, чтобы найти нужные данные. В результате получаем выражения типа: «загрузить файл с горизонталями», «скачать высотную основу», «горизонтали Украины скачать», «карту горизонталей скачать» или «карту рельефа загрузить» и др.
Более опытные специалисты осуществляют поиск по словам «файл горизонталей shp» или «файл с горизонталями TAB», указывая формат файлов соответствующей геоинформационной системы (ArcGIS или MapInfo). Однако в этом случае соискателей ждет полное разочарование — таких файлов в сети нет.
Назначение и потенциал использования. Карта рельефа Украины может быть задействована при создании нескольких видов продукции.
- Это общегеографические и тематические карты и атласы на территорию Украины и отдельные ее регионы, а также картосхемы масштаба от 1:10 000 до 1:10 000 000. Генерализованные изо гипсы являются крайне желательным компонентом для карт физико-географического районирования, геологического строения, минеральных ресурсов, гидрогеологических и инженерно-геологических условий, рельефа, климата, поверхностных вод, почв, выделение современных ландшафтов и др. Следующие орографические характеристики (плотность и глубина расчленения рельефа) стали основой для создания орографической карты Украины.
- Кроме изготовления классических географических карт, для отображения и понимания смысла которых требуется высотная привязка, горизонтали могут стать главным источником информации для объемных (трехмерных) моделей. К таковым относятся: блок-диаграммы, трехмерные модели местности (природных ландшафтов или городского пространства), трехмерные реалистичные картографические модели и тому подобное. Эти произведения предназначены для создания высококачественных визуализаций природных (преимущественно) и социально-экономических явлений, создания анимаций и получения реалистичных изображений ландшафтов. Главным компонентом этих продуктов является цифровая модель рельефа, которую можно получить из горизонталей; все остальные части содержания согласуются с ЦМР по высоте.
Кроме того, на рельеф накладывается текстура. Иногда изогипсы, размещенные на своей высоте, составляют своего рода текстуру, а растр, наложенный на ЦМР, отражает другую тематику. - Карта рельефа Украины может использоваться для проектно-расчетных работ, а также контроля их выполнения. Например, по цифровым моделям рельефа, полученным из горизонталей (ЦМР: tin и grid), могут состоять карты видимости, экспозиции склонов и т. п.
- Особое значение сведения о рельефе имеют для инженерных специальностей (гидрологов, метеорологов и синоптиков, геоморфологов и геологов). Они являются необходимым источником данных для вычисления площадей затопления, введения поправок в количество осадков, расчеты величины водостока, определение бассейнов рек, вычитания экспозиции склонов для рассчета скорости таяния снега, смыва почв, образования оврагов и др.
- Важное значение карты рельефа имеют для военной топографии. С их помощью определяется скорость движения транспортных средств по пересеченной местности, рассчитываются маршруты оптимального и скрытого выдвижения на исходные позиции техники и живой силы.
Пространственная модель данных (способ представления информации). Карты рельефа могут содержать следующие типы данных: точки (размещены регулярно, неупорядоченно или вдоль горизонталей), полилинии (как правило, горизонтали, реже штрихи или структурные линии) или поверхности (нерегулярные tin или регулярные grid). Каждая из этих форм передачи рельефа имеет свои преимущества и недостатки, однако горизонтали, по мнению редактора, являются наиболее удобными. С одной стороны, их можно в неизменном виде использовать для отображения содержания на картах, а с другой, горизонтали со значениями высоты в семантической таблице позволяют превратить их в tin, grid или карту высот. Карта высот — это растровое изображение, цветной тон или светлота пикселей которого привязаны к определенному значению высоты. Также горизонтали во многих редакторах трехмерной графики можно с помощью одной операции превратить в объект «Terrain» — синоним цифровой модели рельефа в трехмерном моделировании. Поэтому выбор формы передачи содержания для карты рельефа в виде горизонталей является обоснованным.
Происхождение. Карта рельефа изготовлена ??по материалам спутниковой радарной съемки территории Украины и цифровой модели высот (GDEM — global digital elevation model), взятой с GTOPO15, созданной Геологической службой США. В результате сочетания этих данных получен grid с разрешением 50 м. Горизонтали проведены автоматически с применением инструмента Raster> Extraction> Contour. Полученные изолинии сохранены в формате ArcGIS Shape (* .shp), последний без проблем открывается в программе ArcGIS и QGIS. А также файл может быть конвертирован в нужный формат с помощью соответствующих инструментов, в частности «Универсального транслятора» программы MapInfo. Данные полностью корректны, однако для загрузки файла объемом до 2Гбайт нужен достаточно мощный компьютер, более желательна графическая рабочая станция.
Размер слоев. Суммарный объем 5-и файлов, которые описывают горизонтали, составляет около 2 Гбайт. Из них файл табличных данных занимает 61 Мбайт, индексный файл — 6Мбайт. Карту дополняют единицы административного деления Украины (области и районы), кварталы городов, фрагменты речной сети, главные дороги, сеть автодорог и растительность. Все они предназначены для ориентирования на карте высот и контроля точности последней.
Описание слоя рельефа. Всего слой рельефа содержит более 700 тыс. объектов — полилиний. Семантика (таблица атрибутов) содержит 5 полей. Первые 2 стандартные для файлов формата shp. Это FID (содержит порядковый номер записи — объекта слоя) и Shape — тип геометрии, в данном случае «Polyline».
Полученные горизонтали разделены по высоте на основные, основные утолщенные, дополнительные и вспомогательные. Эта классификация передана в поле «Тип объекта». Все горизонтали, значение высоты которых кратны 50, обозначены как основные утолщенные. Однако в файле они не выделены каким-либо образом: использован стандартный тип и цвет линии. Основные горизонтали кратны 10 м. Дополнительные изолинии, как правило, кратны 5 м. С остальных изогипс оставлены те, расстояние от которых до соседних составляло менее 10 м. (рис. 2-3). Они могут иметь любое значение высоты (с одним знаком после запятой) и получили обозначения «Вспомогательные».
Рис. 2. Фрагмент карты рельефа Украины в горизонталях. Прикарпатье
Рис. 3. Рельеф, наложенный на OSM
Для обеспечения полноты геоданных в атрибуты слоя добавлено поле «Топографический код». Основным горизонталям присвоено значение 21200000L, утолщенным — 21100000L дополнительным — 21300000L и вспомогательным — 21400000L. Коды взяты из Классификатора слоев, семантических характеристик и объектов топографических карт масштаба 1: 50 000. Детализации горизонталей для карт этого масштаба примерно соответствует детализация полученного слоя.
Последнее значение семантической (атрибутивной) таблицы — высота. Это поле было заполнено автоматически в QGIS при проведении изолиний.
Слой горизонталей не содержит бергштрихов (указателей направления склонов), структурных линий рельефа и других объектов, не относящихся к изогипсам.
Топология. Слой горизонталей лишен топологических ошибок: пересечений полилиний и самопересечений, горизонтали уложены и согласованы между собой. Полилинии не содержат лишних точек: количество последних зависит от кривизны горизонтали. Среднее расстояние между соседними опорными точками составляет 50 м. Горизонтали не разрываются на промышленных объектах, только на береговой линии водохранилищ и морей.
Проекция слоя установлена ??WGS-84, которая является типичной и наиболее часто применяемой для геопространственных данных на территорию Украины.
Полнота данных. Данные о рельефе охватывают всю территорию Украины; крайние точки объектов имеют такие координаты: 44,3° и 52,6° северной широты; 21,8° и 40,6° восточной долготы. Остальные метаданные не вводилась, поскольку практическая польза от них минимальна. Горизонтали имеются также на островах и на полуостровах. Удалены части изолиний, которые находились ниже уровня воды (в пределах контуров водоемов). В пределах мелких водоемов изолинии не удалялись.
Кроме слоя рельефа, имеются другие слои с данными, которые предназначены для обеспечения ориентирования пользователя и географической привязки тематического содержания карт. Эти слои были получены с OSM (Open Street Map — открытой карты городов).
