5.2 Джерела вхідних даних для гіс

5.2.1 Картографічні матеріали

Карти, як джерело просторових даних для ГІС, як і раніше зберігають свою актуальність. Хоча частка матеріалів, отриманих методами дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) і польової інструментальної зйомки, постійно зростає, на різних картах можна знайти різнобічну і відповідним чином формалізовану інформацію про багатьох реальних чи виявлених різними методами просторових об'єктах.

Для просторової прив'язки і копіювання даних при побудові багатьох картографічних баз даних, тематичних карт і цифрових моделей рельєфу використовуються топографічні карти - загальногеографічні карти універсального призначення, що докладно зображують місцевість. Топографічні карти підрозділяють на великомасштабні (1:50 000 і крупніше), середньомасштабні (1:100 000 - 1:500 000) і дрібномасштабні чи оглядово-топографічні (дрібніше 1:500 000). У кожній країні існує офіційно прийнята державна система картографічних проекцій, масштабів, разграфки і номенклатури карт і умовних знаків для топографічних карт. Великомасштабні топографічні карти створюються за матеріалами польових топографічних зйомок, а всі інші - складаються камерально по більш великомасштабних картах. У зміст топографічних карт входять наступні елементи: опорні пункти, господарські і культурні об'єкти, дороги, об'єкти зв'язку, гідрографія, рельєф, рослинність, ґрунти, адміністративні границі.

Одним з найважливіших елементів карт, що роблять вплив на точність представлення об'єктів у просторі по координатах x, y, z, є координатна і висотна системи.

Для топографічних карт, створюваних у системі картографічних установ колишнього СРСР, а згодом і України, використовується координатна система Гаусса-Крюгера - система плоских прямокутних координат і рівнокутна картографічна проекції з тією же назвою. У проекції Гаусса-Крюгера поверхня еліпсоїда на площині відображається по меридіанних зонах, ширина яких дорівнює 6° (для карт масштабів 1:500 000-1:10 000) і 3° (для карт масштабів 1:5 000 - 1:2 000). На аркушах топокарт відображається картографічна рамка як з географічними координатами (градуси/хвилини/секунди), так і топографічні координати (метри відносно початку координат зони). З урахуванням перекручувань проекції, технології топографічної зйомки і додрукової підготовки листа карти, просторова помилка при відображенні будь-якого об'єкта на поліграфічному відбитку карти не повинна перевищувати 0.1 мм. Виходячи з цієї величини, можна визначити величину систематичної погрішності і відповідно - точн ість цифрової карти, побудовану на основі топокарти обраного масштабу. Для масштабу 1:200 000 закладена погрішність складе порядку 20 м, для 1:100 000 - 10 м, для 1:10 000 - 1 м. Таким чином, для одержання підсумкової точності цифрової карти 1 м і нижче необхідно використовувати топокарти масштабу 1:10 000 чи матеріали спеціальної топографічної зйомки.

Для визначення висотних координатних систем використовуються рефренц-еліпсоїди - геометричні моделі усередненої поверхні Земної кулі. У різних країнах використовуються різні еліпсоїди і початкові точки відліку висот (для топокарт, що виробляються на Україні, використовується еліпсоїд Красовского і Балтійська система висот), тому при використанні топокарт різних країн необхідно виконувати урівняння висотних систем. Проблема розходження висотних систем загострилася з початком масового застосування приймачів супутникового визначення координат і висот. Система GPS використовує Всесвітню Висотну Систему WGS-84 і для її спільного використання з даними національних топокарт необхідно вносити відповідні виправлення.

П

о топокартам можна визначити і безпосередньо цифрувати наступні просторові об'єкти:

· систему координат (географічну чи топографічну);

· місце розташування і висоти пунктів опорної геодезичної мережі;

· оцінки висот рельєфу, контури і глибину ерозійних форм;

· місце розташування гідрографічних об'єктів, оцінки урезів води, оцінки глибин, ширину русла, швидкість і напрямок плину;

· назву населеного пункту, кількість будинків, тип і контури великих будівель, кар'єрів і ін.;

· тип покриття, ширину проїзної частини й узбічча для автодоріг, конструкцію, довжину і вантажопідйомність мостів, висоту (глибину) насипів і виїмок;

· контури лісових масивів чи ділянок природної рослинності, тип деревних порід, висоту і густоту рослинності, ширину лісосмуг;

· місце розташування і тип елементів лінійної технічної інфраструктури (ЛЕП, трубопроводи).

На мал.5.1 зображений фрагмент топографічної карти М 1:100000 з елементами координатної системи.

Рис. 5.1 Фрагмент топографічної карти

Найбільш достовірним джерелом інформації про контури водяних просторів, глибинах і характері дна є навігаційні карти, що мають той же масштабний ряд, що і топографічні.

Схеми внутрішньогосподарського землевпорядження, що містять також інформацію про ґрунтовий покрив, звичайно виготовляються в масштабах 1:25 000 і 1:10 000. Для населених пунктів існують архітектурні плани різних масштабів (1:5 000, 1:2 000, 1:500), на які нанесені вулична мережа, контури будинків, границі ділянок землекористування, підземні і наземні інженерні комунікації. Однак ці матеріали виконані в умовній системі координат і для їхнього використання разом з іншими джерелами необхідне виконання визначених просторових перетворень (рис 5.2 а і б).

б

Рис. 5.2 Фрагменти схеми землевпорядження М 1:25000 (а)

і архітектурного плану М 1:500 (б)

Різні оглядові загальногеографічні і тематичні карти також можуть служити джерелом даних для ГІС. Більшість таких карт виконано в масштабі дрібніше 1:1 000 000 у різних картографічних проекціях і мають значні лінійні чи кутові перекручування. Цифрування таких матеріалів вимагає обліку параметрів картографічних проекцій, дані про які є в більшості картографічних редакторів. У процесі обробки таких карт можуть знадобитися процедури загальної чи локальної трансформації зображень для припасування системи координат джерела даних під систему координат загальної бази даних ГІС-проекту.