МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

(ФГБОУ ВПО «СГГА»)

А.В. Дубровский

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ:

УПРАВЛЕНИЕ И НАВИГАЦИЯ

Утверждено редакционно-издательским советом академии

в качестве учебно-методического пособия для студентов направления

подготовки бакалавров 120700 «Землеустройство и кадастры»

Новосибирск

СГГА

2013

УДК 004:528.91

Д797

Рецензенты: доктор технических наук, профессор СГГА К.М. Антонович

кандидат технических наук, доцент СГГА В.Н. Никитин

Дубровский, А.В.

Д797 Геоинформационные системы: управление и навигация [Текст] : учеб.-

метод. пособие / А.В. Дубровский. – Новосибирск : СГГА, 2013. – 96 с.

ISBN 978-5-87693-586-1

Учебно-методическое пособие содержит теоретический и практический

курс по дисциплине «Географические и земельно-информационные системы».

Теоретический курс представляет собой краткий лекционный материал. Практи-

ческий курс состоит из описания лабораторной работы. Рассмотрены основные

вопросы создания и ведения геоинформационных проектов на основе использо-

вания данных дистанционного зондирования Земли и глобальных навигацион-

ных спутниковых систем. Дан ряд рекомендаций по использованию персональ-

ных навигаторов Garmin и обработке результатов измерений.

Пособие предназначено для студентов направления подготовки бакалавров

120700 «Землеустройство и кадастры» очной и заочной форм обучения. Рас-

смотренные технологические операции при выполнении лабораторной работы

могут быть использованы в производственных целях как самостоятельный мате-

риал.

Пособие рекомендовано к изданию научно-методическим советом Инсти-

тута кадастра и геоинформационных систем.

Печатается по решению редакционно-издательского совета СГГА

УДК 004:528.91

ISBN 978-5-87693-586-1 © ФГБОУ ВПО «СГГА», 2013

3

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ...................................................................................................... 6

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС

1. Глобальные навигационные спутниковые системы:

предоставление пространственных данных .............................. 12

1.1. Актуальные направления развития геоинформатики .............. 12

1.2. Спутниковые навигационные системы GPS и ГЛОНАСС ...... 19

1.3. Спутниковые приборы гражданской навигации ...................... 21

1.4. Организационно-правовое обеспечение ГНСС РФ ................. 24

1.5. Методы и средства работы с ГНСС ........................................... 25

1.6. Проект «ЭРА-ГЛОНАСС»: состояние и направления

совершенствования ...................................................................... 27

2. Электронные навигационные карты в структуре кадастровой

информации ...................................................................................... 28

2.1. Электронные навигационные карты: цели и задачи создания28

2.2. Структура цифровой навигационной карты ............................. 29

2.3. Классификация ЦНК ................................................................... 30

2.4. Автомобильные электронные навигационные карты .............. 31

2.5. Обзор операторов электронных навигационных карт на

территории Новосибирской области ......................................... 32

2.6. Нормативно-правовые требования создания электронных

навигационных карт .................................................................... 32

3. Российская инфраструктура пространственных данных ....... 37

3.1. Российская инфраструктура пространственных данных:

определение, цели создания ....................................................... 37

3.2. Функции и задачи Российской инфраструктуры

пространственных данных ......................................................... 38

3.3. Базовые пространственные данные Российской

инфраструктуры пространственных данных ............................ 39

3.4. Этапы проектирования инфраструктуры пространственных

данных .......................................................................................... 41

3.5. Эффективность Российской инфраструктуры

4

пространственных данных ......................................................... 42

3.6. Организационно-правовое обеспечение Российской

инфраструктуры пространственных данных ............................ 43

3.7. Мировые информационные ресурсы пространственных

данных .......................................................................................... 44

3.8. Национальные и мировые уровни стандартизации

пространственных данных ......................................................... 48

3.9. Методы и средства стандартизации пространственных

данных: мировой опыт ................................................................ 49

3.10. Российская инфраструктура пространственных данных в

системе кадастра РФ ................................................................... 52

4. Формирование электронной основы ГИС и ЗИС ..................... 54

4.1. О проблеме создания единого геоинформационного

пространства на территории НСО ............................................. 54

4.2. Обзор средств, обеспечивающих создание электронной

основы ГИС и ЗИС ...................................................................... 54

4.3. Этапы работ по созданию геоинформационного проекта ....... 55

4.4. Геопортальные технологии создания и распространения

пространственных данных в РФ ................................................ 56

4.5. Кадастровые карты в структуре данных Росреестра ............... 58

4.6. Виды кадастровых карт ............................................................... 59

4.7. Геоинформационное образование .............................................. 60

4.8. Требования к специалистам в области ГИС ............................. 62

4.9. Зарубежный опыт подготовки кадров в области

геоинформатики ........................................................................... 63

ПРАКТИЧЕСКИЙ КУРС

Лабораторная работа. «Создание цифровой модели местности с

использованием персонального навигационного приемника» .... 66

Приложение 1. Геокэшинг – инновационный способ привлечения

внимания к проблеме охраны памятников историко-культурного

наследия.............................................................................................. 76

Приложение 2. Геоинформационное обеспечение для управления

кризисными ситуациями................................................................... 81

5

Приложение 3. Научно-производственная лаборатория «Дигитайзер»

– инновационная площадка СГГА ................................................... 87

Библиографический список.................................................................. 93

6

ВВЕДЕНИЕ

Современный уровень развития технических средств глобального по-

зиционирования позволяет использовать их во многих сферах жизнедея-

тельности современного общества. Часто их применение связано с реше-

нием не только традиционных научных и производственных задач, но и

частных задач, возникающих у широкого круга потребителей геоинфор-

мации. При этом роль и значение геоинформации для современного чело-

века постоянно усиливаются. Параллельно с возрастающей потребностью

в геоинформации растут требования к ее качественным характеристикам.

Доступность, высокая точность, актуальность становятся неотъемлемыми

атрибутами геоинформации. Поставщики информации активно внедряют

в свои информационные ресурсы данные о пространственном положении

объектов, их геометрических характеристиках, интегрируют современные

средства сбора геоинформации в различные системы и технологии. Одним

из современных средств сбора геоинформации являются глобальные нави-

гационные спутниковые системы (ГНСС). Геодезические и кадастровые

организации, выполняющие производственные работы, активно исполь-

зуют высокоточные спутниковые геодезические приборы, которые могут

обеспечить точность измерений на уровне 1 см. Несмотря на широкий

спектр поставщиков данного оборудования: Leica, Trimble, Topcon, Spectra

Precision, Sokkia и др., спутниковые геодезические приборы являются до-

рогостоящими и их распространение ограничивается именно этим крите-

рием. Однако сейчас стремительно формируются классы задач, требую-

щих решений, связанных с использованием навигационных приборов.

Примером могут служить реальные производственные проекты, выпол-

ненные СГГА для организаций и учреждений, не специализирующихся на

геодезических работах, однако в силу специфики решаемых задач вынуж-

денных использовать навигационные системы. Например, специалисты

Роспотребнадзора НСО для проведения мониторинга состояния окружа-

ющей природной среды на территории области применяют для определе-

ния координат места взятия проб персональные навигационные приборы

фирмы Garmin. Специалисты МЧС при определении зон затопления или

подтопления также применяют приборы спутниковой навигации. В Депар-

7

таменте природных ресурсов НСО внедрена технология сбора данных по

объектам историко-культурного наследия на основе использования персо-

нальных навигаторов.

Аналогичным образом складывается ситуация на рынке навигаторов

для населения. В первую очередь, это туристические и автомобильные

навигаторы. Погрешность определения координат местоположения у та-

ких приборов не велика и составляет, по оценкам специалистов, от 2 м,

при установке навигатора на штатив и координирования в течение 45–

60 мин, до 15 м при координировании движущегося объекта, например ав-

томобиля. Однако, несмотря на, казалось бы, низкую точность определе-

ния координат, навигаторы имеют широкое распространение. Большин-

ству пользователей для определения местоположения интересующего

здания или движущейся точки на участке дороги вполне достаточно мет-

ровой точности. Так как перечисленные объекты, как правило, имеют ли-

нейные размеры больше, чем точность навигатора, пользователь может

однозначно решить свои задачи поиска объектов и собственного позицио-

нирования в пространстве.

Сибирская государственная геодезическая академия, начиная с 2005 г.,

является одним из крупнейших поставщиков цифровых навигационных

карт на территорию Новосибирской области для персональных навигаци-

онных приборов, а также поисковых сервисов геоинформации. Из наибо-

лее крупных проектов следует выделить сотрудничество с ООО «Яндекс»,

Бизнес-информационной службой Новосибирска, ООО «Навиком» и фир-

мой Garmin. Кроме того, цифровые карты, которые создает СГГА, были

использованы в 2008 г. для корректировки и цифрового обновления Гене-

рального плана города Новосибирска, а в 2010 г. – для проведения пере-

писи населения Новосибирской области.

Начиная с 2007 г., были созданы цифровые адресные планы города

Новосибирска масштаба 1 : 2 000 и цифровые планы городов федерально-

го значения: Бердска, Искитима, Оби, цифровые планы 29 районных цен-

тров масштаба 1 : 5 000, цифровые планы 150 крупных населенных пунк-

тов. Кроме того, создана обзорно-топографическая цифровая карта меж-

селенной территории, соответствующая по точности масштабу 1 : 100 000.

Благодаря широкому охвату картографического покрытия населенных

8

пунктов НСО, СГГА по объему созданных адресных планов на террито-

рию Новосибирской области занимает в 2012 г. лидирующие позиции.

СГГА использует свои цифровые продукты сразу в нескольких

направлениях.

Направление «Бизнес» включает в себя продажу электронных навига-

ционных карт широкому кругу потребителей. Все доходы от продаж ис-

пользуются для выполнения работ по обновлению имеющихся карт и со-

зданию новых цифровых произведений. Одним из видов обновления карт,

имеющим большой спрос у потребителей, является дополнение карт тема-

тической информацией: для охотников и рыболовов, для туристов, для

служб МЧС и т. д.

Направление «Образование» включает в себя использование цифро-

вых карт в учебном процессе при преподавании дисциплин «Географиче-

ские информационные системы», «Информационные компьютерные тех-

нологии» и др. Цифровые карты используются для выполнения практиче-

ских работ студентами академии.

Кроме того, постоянно действует экспериментальная лаборатория

цифровой картографии, штат сотрудников которой составляют студенты

академии. В первую очередь, задачей этого подразделения является вы-

полнение трудоемких видов работ, связанных с шифрованием или преоб-

разованием семантических баз данных.

С 2010 г. в рамках Молодежного инновационного форума «Интерра»,

СГГА проводит научно-практическую конференцию «Электронный го-

род – перспективы геоинформационного будущего». Тематика конферен-

ции направлена на популяризацию геоинформационного мышления в со-

временном обществе.

Для привлечения общественного внимания к геоинформатике как об-

щенаучной дисциплине на базе СГГА проводятся весенние и осенние иг-

ры «Архитектурно-исторический геокэшинг по улицам Новосибирска».

Участники игры, используя цифровую карту города и навигационные

приборы, осуществляют поиск загаданных организаторами игры объектов

по координатам.

Направление «Наука» включает в себя выполнение научных работ по

геоинформационному исследованию техногенных природно-территори-

9

альных комплексов. Создание цифровых карт является, с одной стороны,

очень дорогостоящим процессом, с другой стороны, – необходимым ин-

струментарием для проведения научных исследований пространственных

объектов, процессов и явлений. В СГГА активно применяется практика

использования уже готовых цифровых карт для научных исследований.

При этом стоимость исследовательских работ не включает создание карт и

гонорары разработчику карт за их использование внутри академии. В спи-

сок подобных научных исследований можно отнести следующие работы:

анализ зон затопления территории города Новосибирска; создание инте-

гральной экологической карты на территорию города Новосибирска; раз-

работку автоматизированной системы мониторинга экологической ситуа-

ции на территории Новосибирской области для Роспотребнадзора НСО;

создание моделей дневной миграции населения для служб МЧС; подго-

товку единой картографической основы для проведения переписи населе-

ния НСО; разработку антропологических баз данных; исследование со-

стояния и перспектив развития земельных ресурсов Новосибирского во-

дохранилища; геоинформационный анализ потенциально опасных зон на

территории города и др.

Важным вопросом при создании и использовании цифровых навига-

ционных карт является технология их обновления. Эта технология будет

напрямую зависеть от количества финансовых и трудовых ресурсов, кото-

рыми обладает исполнитель работ. Сейчас используется несколько став-

ших традиционными в мировой практике технологий обновления цифро-

вых навигационных карт. Одной из основных является технология обнов-

ления цифровых карт по результатам дистанционного зондирования Зем-

ли. В Новосибирской области в 2008–2009 гг. выполнен большой объем

работ по аэрофотосьемке для нужд кадастра. Крупномасштабные ортофо-

топланы используются также для обновления навигационных карт. СГГА

был закуплен космический снимок высокого разрешения на территорию

города Новосибирска для проведения работ по обновлению. Однако по-

стоянный мониторинг территории города по данным дистанционного зон-

дирования Земли, в первую очередь из-за большой стоимости работ,

не может выполнять даже Мэрия города Новосибирска. Поэтому для акту-

ализации карт используется также традиционная инструментальная тех-

10

нология, основанная на применении приборов GPS и электронных тахео-

метров. В ряде случаев, где не требуется высокая точность позициониро-

вания, наиболее быстро и удобно работы выполняются с применением

электронной лазерной рулетки и персонального спутникового приемника.

В первую очередь, это касается плотно застроенных территорий города,

где ведется точечная застройка и необходимо нанести уже на готовый

цифровой адресный план новое здание или сооружение.

Для корректуры автодорожной сети применяется комплект аппарату-

ры ГЛОНАСС-GPS, установленный на автомобиль. При этом точность

определения положения оси автодороги составляет от 3 до 15 м. Пере-

крестки дорог координируются отдельно с точностью 1–2 м и служат ре-

перными точками для корректировки графа автодорожной сети. Также в

некоторых случаях координаты перекрестков автомобильных дорог ис-

пользуются для регистрации бумажного картматериала: генеральных пла-

нов, схем, исполнительных съемок и т. д.

В качестве одного из вспомогательных источников информации, об-

ладающих повышенной графической точностью, используются данные

кадастра. Основная трудность заключается в трансформировании коорди-

нат из местных кадастровых систем в общеземную систему координат,

например WGS-84, в которой созданы цифровые навигационные карты.

Популярность средств навигации среди населения постоянно растет.

По данным исследований, проводимых компанией «Навиком», объем

продаж туристических и автомобильных навигаторов с каждым годом

увеличивается на 25 %. При этом у пользователей отмечается и появление

навыков работы с навигационными приборами при решении сложных за-

дач, например: использование автомобильных навигаторов для решения

логистических задач, туристических навигаторов для передачи данных по

местам, где отмечается превышение концентрации вредных веществ,

и т. п. Ряд единомышленников составляют карту несанкционированных

свалок мусора на территории городов. Большинство охотников, рыболо-

вов и простых туристов отказываются от применения бумажных карт и

используют для ориентирования на местности компактные туристические

навигаторы.

11

В связи с этим одним из важных последующих шагов при создании

навигационных карт, на наш взгляд, является не только поддержка карт в

актуальном состоянии, но и разработка на их основе новых тематических

карт и проектов. В качестве примера можно привести тематическую карту

для служебного пользования пожарными частями МЧС НСО, разрабаты-

ваемую в настоящее время на базе навигаторов Garmin. На электронной

навигационной карте, кроме традиционного топографического наполне-

ния, указаны места дислокации пожарных частей, даны их основные ха-

рактеристики, обозначено местоположение потенциально опасных объек-

тов, а также приведены характеристики социально-значимых объектов:

школ, детских садов, медицинских учреждений. Подобные тематические

продукты не только расширяют круг пользователей навигационного обес-

печения, но и помогают в оперативном принятии решений по обеспече-

нию и поддержанию жизнедеятельности населения.

Подводя итог, можно смело утверждать, что цифровые навигацион-

ные карты являются самостоятельным техническим решением, создавае-

мым на стыке нескольких научных направлений: цифровой картографии,

глобальных систем навигации и территориального управления. Синтез

этих научных направлений открывает для цифровой навигации широкий

спектр применения, включая кадастр, градостроительство, оперативное

управление.

12

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ КУРС

1. ГЛОБАЛЬНЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СПУТНИКОВЫЕ

СИСТЕМЫ: ПРЕДОСТАВЛЕНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ДАННЫХ

1.1. Актуальные направления развития геоинформатики

Анализируя современный уровень развития геоинформатики на

примере развитых зарубежных стран – Германии, Швейцарии, США, на

первый план выступает технологическая интеграция результатов работы

геодезических средств измерений, включая ГНСС, цифровую картогра-

фию и дистанционное зондирование в едином геоинформационном про-

странстве. При этом основным требованием является использование со-

измеримых по качественным характеристикам данных. Как показывает

опыт оценки существующих геоинформационных проектов, часто свя-

зующим звеном при формировании единого геоинформационного про-

странства являются данные кадастра недвижимого имущества. Важ-

ность совмещения именно данных одинаковой точности можно просле-

дить по результатам прошедшей в РФ в 2011 г. первой публичной про-

фессиональной экспертизы геоинформационного проекта – «Ульянов-

ская 3D ГИС». Одним из основных замечаний экспертов было исполь-

зование разработчиками системы данных различной точности, а также

отсутствие в созданной ГИС в качестве базовых слоев данных кадастра

и градостроительства.

Аналогичные проекты на территорию зарубежных регионов исполь-

зуются как раз для ведения кадастров, создания баз данных и интеграции

разнородной информации в едином цифровом геопространстве.

Развитие геоинформатики за рубежом осуществляется в следующих

перспективных направлениях.

Во-первых, это создание геопорталов на территорию крупных город-

ских и промышленных агломераций по данным геодезических работ, ди-

станционного зондирования и трехмерного фотореалистичного модели-

рования. Подобные геопорталы строятся в рамках систем территориально-

13

го управления или систем поддержки принятия решений (СППР) и несут в

себе элементы инфраструктуры пространственных данных. Как правило,

информационная база, на которой строится геопортал, имеет статус госу-

дарственной и может быть использована для решения задач различных ор-

ганизаций и ведомств [2].

Западные фирмы, разработчики геопорталов Bitmanagement Software

GmbH (Германия), Bionatics (Франция), Virtuelcity (Франция), Eternix Ltd

(Израиль), ESRI (США) и др. при разработке СППР и геопорталов ориен-

тированы на достижение следующих потребительских качеств своих про-

дуктов [3]:

– мгновенный доступ к информации, обработка и визуализация фай-

лов размером до терабайта;

– связь с различными серверами пространственных данных, в том

числе OpenStrit и Google, потоковая передача данных в различных коор-

динатных системах;

– развитый функционал навигации и поиска данных пространствен-

ного и непространственного характера;

– возможность редактирования данных, создание аннотаций, а при

необходимости и организация собственного пользовательского интерфей-

са; публикация и обмен данными;

– анализ геоданных, на основе расширенного инструментария, в том

числе растрового анализа и анализа рельефа местности, интерполяции;

– мгновенное создание моделей поверхности Земли, драпировка, тек-

стурирование, подбор освещения и теней; добавление стереоизображения;

конвертирование форматов и создание видеофайлов;

– создание виртуальных городов с функцией «экскурсия» не только

по городским территориям, но и внутри зданий и сооружений (рис. 1).

14

а) б)

Рис. 1. Пример виртуальных городов:

а) трехмерная фотореалистичная визуализация территории города

Штутгарта; б) пример виртуальной «экскурсии» внутри здания

Одним из основных потребителей информации, представленной в ге-

опорталах, является современное общество. По данным социологических

опросов, 60 % населения развитых стран как минимум раз в день нужда-

ется в геоинформации. Это и данные о трафике на автомагистралях, и по-

иск адресной информации. Даже выбор отеля для летнего отдыха у мно-

гих людей начинается с просмотра территории отеля, его местоположения

средствами геопортала.

Население так же, как и государственные структуры, является не

только потребителем геоинформации, но и активным поставщиком про-

странственных данных. По оценкам специалистов, 30 % изменений, про-

исходящих на местности, или неточностей в изначальном определении и

размещении пространственной информации в геопорталах устанавливает-

ся именно пользователями, то есть населением. Актуализация геоинфор-

мации также осуществляется силами пользователей. Это может быть

обычное электронное сообщение с указанием, например, правильного ад-

реса объекта или переданный в геопортал трек новой автомобильной до-

роги. Всем известны примеры, когда пользователи на базе открытых гео-

информационных технологий сами разрабатывают геопорталы и поддер-

живают их работоспособность. Геопортал OpenStreetMap объединяет

миллионы единомышленников с разных уголков земного шара с одной-

единственной целью – создание открытого, бесплатного, виртуального

15

геопространства. На территории РФ, на основе данного геопортала, со-

здаются и успешно функционируют муниципальные ГИС города (напри-

мер, муниципальная ГИС города Рыбинска). Данные предоставляются в

бесплатном и полном доступе для скачивания на сайте OpenStreetMap.org.

Кроме основных топографических данных, пользователи могут раз-

мещать в геопортале и тематические рубрики. Российские пользователи,

обеспокоенные безопасностью дорожного движения, активно развивают

проект о ямах на дорогах (сайт www.samara-ru.livejournal.com, город Са-

мара). Подобная инициатива в значительной мере воздействует на дорож-

ные службы, помогает обозначить проблемные участки дорог. Некоторые

руководители департаментов Правительств субъектов РФ осуществляют

контроль исполнения ремонтных работ не только традиционными мето-

дами, но и с помощью прямого интернет-диалога с населением. Показа-

тельным является и тот факт, что население видит заинтересованность

государства и развивает инициативные направления мониторинга своей

среды обитания. Примером «обратной связи» между обществом и властью

является проект «Незаконное строительство в Краснодаре» (сайт

www.gis.krd.ru) [4].

Вторым значимым инновационным фактором развития геоинформа-

тики является разработка и внедрение в производство и в обучение спе-

циалистов новых приборов и технологий. Современное приборострое-

ние в геодезии идет в направлении повышения точности измерений, сни-

жения затрат на обработку результатов. Кроме того, производители тех-

нических средств готовят «под ключ» всю линейку геодезических прибо-

ров и программного обеспечения, зачастую интегрируя функционал раз-

личных приборов на базе единого аппаратного решения. Примером могут

выступить электронные тахеометры фирмы Leica, серии VIVA, интегри-

рованные с камерами видео- и фотосъемки, приемниками данных гло-

бальных навигационных спутниковых систем. По замыслу разработчиков

геодезического оборудования фирмы Leica, скоро на рынке должен по-

явиться универсальный прибор, объединяющий функции лазерного скане-

ра, тахеометра и приемника данных ГНСС. Еще одним примером развития

современных аппаратных средств геодезии является интеграция на плат-

форме автомобиля различного геодезического геоинформационного обес-

16

печения «StreetMapper» или «Mobile Mapping System» по сбору простран-

ственной автодорожной информации в автоматическом режиме (рис. 2).

а) б)

Рис. 2. Пример мобильной картографической системы:

а) автомобиль, оснащенный комплексом технических и программных средств

мобильного картографирования «Mobile Mapping System»;

б) цифровая модель автодорожной сети по данным мобильной съемки

Наряду с развитием профессиональных геодезических средств изме-

рения, стремительно развивается рынок общедоступных персональных

средств получения и обработки пространственных данных. Современный

автомобильный навигатор под управлением операционной системы

Windows или Android объединяет не только мощную справочно-

картографическую систему и средства пространственного позициониро-

вания на основе ГНСС, но и комплекс различных прикладных программ, с

помощью которых можно создавать, редактировать и обмениваться с дру-

гими пользователями цифровыми моделями пространственных объектов.

Развитие сегмента компьютеров, интегрированных с ГНСС, позволяет

рассматривать эти современные устройства как персональные полнофунк-

циональные программно-аппаратные комплексы по работе с простран-

ственными данными. В настоящее время в результате начала работы рос-

сийской Глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС)

повысилась точность измерений не только профессиональных, но и пер-

17

сональных навигаторов. С помощью персонального навигатора фирмы

Garmin серии eTrex, работающего в системах ГЛОНАСС и GPS, можно

определить положение точки с ошибкой всего 2 м.

Третьим направлением инновационного развития геоинформационно-

го направления является интеграция современных средств дистанци-

онного зондирования Земли с традиционными методами геоинформа-

тики. Несмотря на видимые различия между данными методами, геоин-

форматика в настоящее время в значительной мере подчинила себе ди-

станционное зондирование. Цифровые карты, объемные модели террито-

рии, мониторинговые системы используют в качестве поставщиков ин-

формации системы дистанционного зондирования. Современные аэрофо-

тосъемочные системы и космические съемочные аппараты позволяют по-

лучать высокодетальные растровые модели пространственных объектов.

Актуализация карт, создание справочно-картографических систем на ос-

нове гибридных моделей местности, мониторинг изменения состояния

природных и техногенных объектов в значительной мере упростились

благодаря широкому применению данных дистанционного зондирования

Земли, в том числе и аэрофотосъемки (рис. 3).

Рис. 3. Пример результатов аэрофотосъемки территории

города Новосибирска цифровым аэрофотоаппаратом ADS 40

18

Четвертым направлением развития современной геоинформатики яв-

ляется создание и визуализация трехмерных моделей с использованием

новых технологий визуализации: стереоизображений и трехмерного муль-

тимедиа. Подобного рода системы находят применение при визуализации

сложнейших природных и техногенных объектов, процессов и явлений.

Например, объемное стереопроективное изображение территории ГЭС,

крупного торгово-развлекательного комплекса, сложной автотранспорт-

ной развязки и т. п. Пользователи таких систем могут совершать вирту-

альные путешествия по цифровым моделям, осуществлять проектирова-

ние, анализ и моделирование развития объекта в пространстве и времени.

Сложность этих систем, повышенные требования к программно-

аппаратному обеспечению делают данные проекты прерогативой крупных

университетов. Например, Технический университет города Штутгарта

(Германия) приобрел дорогостоящий экран высокого разрешения разме-

рами 3 × 7, позволяющий воспроизвести качественное изображение с раз-

решением 1 920 × 1 080 пикселей на дюйм. Изображение собирается с

32 мощных видеокарт по собственной технологии, разработанной в уни-

верситете. Неоспоримым достоинством разработки Штутгартского центра

визуализации является создание собственных математических моделей

объектов, процессов и явлений и их визуализация. На экране показывается

не видеофайл, а обрабатываемая одновременно несколькими десятками

компьютеров математическая модель. Разработчик в любой момент может

изменить параметры модели и получить новые результаты (рис. 4).

а) б)

Рис. 4. Видеозал Штутгартскогого центра визуализации:

а) экран-монитор высокого разрешения; б) пример трехмерной

фотореалистичной визуализации территории города Штутгарта

19

Следует отметить и тот факт, что многие научные исследования про-

водятся по перспективным направлениям, которые могут быть даже не

востребованы на современном рынке. Однако, благодаря большому науч-

ному потенциалу, данные проекты со временем занимают достойные по-

зиции в производственном и научном секторах экономического развития

государства.

Таким образом, современная геоинформатика занимает лидирующую

позицию в науках о Земле, интегрируя знания уже ставших не смежными

с ней, а ее составляющими направлениями: приборостроением, дистанци-

онным зондированием и аппаратно-программными средствами обработки

и моделирования геоинформации.

1.2. Спутниковые навигационные системы GPS и ГЛОНАСС

Спутниковая система навигации – комплексная электронно-техническая

система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудо-

вания, предназначенная для определения местоположения (географи-

ческих координат и высоты), а также параметров движения (скорости и

направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

GPS (англ. Global Positioning System – глобальная система позицио-

нирования) – спутниковая система навигации, обеспечивающая измерение

расстояния, времени и определяющая местоположение. Система разрабо-

тана, реализована и эксплуатируется Министерством обороны США. Раз-

работка системы началась в 1973 г. В 1995 г. система была полностью раз-

вернута и обеспечивала военные службы США точной пространственной

навигацией. Для гражданских, не авторизированных пользователей сигнал

передавался с искажением, за счет этого погрешность составляла более

100 м. В 2000 г. режим искусственного загрубления координат был снят,

все пользователи GPS-аппаратуры смогли получать данные о своем ме-

стоположении в постобработке с погрешностью до 10 см.

Основной принцип использования системы – определение местопо-

ложения путем измерения расстояний до объекта от точек с известными

координатами – спутников. Расстояние вычисляется по времени задержки

распространения сигнала от посылки его спутником до приема антенной

20

GPS-приемника. То есть, для определения трехмерных координат

GPS-приемнику нужно знать расстояние до спутников и время GPS-

системы. Для определения координат и высоты приемника используются

сигналы как минимум с четырех спутников.

ГЛОНАСС – глобальная навигационная спутниковая система – совет-

ская и российская спутниковая система навигации, разработана по заказу

Министерства обороны СССР. Это одна из двух функционирующих на се-

годня систем глобальной спутниковой навигации [1].

Основой системы должны являться 24 спутника, движущихся над по-

верхностью Земли в трех орбитальных плоскостях с наклоном орбиталь-

ных плоскостей 64,8 и высотой 19 100 км. Принцип измерения аналоги-

чен американской системе навигации GPS. В настоящее время развитием

проекта ГЛОНАСС занимается Федеральное космическое

агентство (Роскосмос) и ОАО «Российские космические системы» [2].

ГЛОНАСС предназначена для оперативного навигационно-времен-

ного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, мор-

ского, воздушного и космического базирования. Доступ к гражданским

сигналам ГЛОНАСС в любой точке земного шара, на основании ука-

за Президента РФ, предоставляется российским и иностранным потреби-

телям на безвозмездной основе и без ограничений.

Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения техно-

логий ГЛОНАСС в России и за рубежом Постановлением Правитель-

ства РФ в июле 2009 г. был создан «Федеральный сетевой оператор в

сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены

на

ОАО «Навигационно-информационные системы».

Основное отличие от системы GPS состоит в том, что спутники ГЛО-

НАСС в своем орбитальном движении не имеют резонанса (синхронно-

сти) с вращением Земли, что обеспечивает им большую стабильность. Та-

ким образом, группировка космических аппаратов (КА) ГЛОНАСС не

требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного

существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно

короче. К 30 марта 2010 г. количество работающих КА было доведено

до 21 (2 резервных КА), в 2011 г. число спутников было уже 27 [3, 4].

21

В настоящее время точность определения координат системой ГЛО-

НАСС несколько отстает от аналогичных показателей для GPS.

Согласно данным Российской системы дифференциальной коррекции

и мониторинга, на 22 июля 2011 г. ошибки навигационных определений

ГЛОНАСС по долготе и широте составляли 4,46–7,38 м при использова-

нии в среднем 7–8 КА (в зависимости от точки приема). В то же время

ошибки GPS составляли 2,00–8,76 м при использовании в среднем 6–11 КА

(в зависимости от точки приема). При совместном использовании обеих

навигационных систем ошибки составляют 2,37–4,65 м при использова-

нии в среднем 14–19 КА (в зависимости от точки приема).

В начале 2012 г. погрешность определения положения по системе

ГЛОНАСС уменьшена с 4,5 м до 2,5–2,8 м. А после перевода в рабочее

состояние двух спутников коррекции сигнала системы «Луч», точность

навигационного сигнала ГЛОНАСС возрастет до одного метра [5, 6].

1.3. Спутниковые приборы гражданской навигации

С появлением возможности использовать системы ГЛОНАСС и GPS

рядовыми пользователями стал стремительно развиваться рынок персо-

нальных навигационных приборов (ПНП).

Сейчас лидирующие позиции в сфере созда-

ния портативных персональных приборов

навигации занимает фирма Garmin (США).

Рассмотрим некоторые особенности и

функциональные характеристики совре-

менных персональных навигационных при-

боров (рис. 5–8).

Устройства Garmin новой серии eTrex –

это первые приемники для общего потребле-

ния, которые могут одновременно прини-

мать сигналы со спутников GPS и ГЛО-

НАСС. При использовании спутников ГЛО-

НАСС время, требуемое приемнику для

определения местоположения, в среднем приблизительно на 20 % меньше,

Рис. 5. ПНП Garmin eTrex

22

чем при использовании только системы GPS. В первую очередь это дости-

гается увеличением числа используемых прибором спутников. Прибор

позволяет использовать различные виды картографических материалов:

топографические карты, морские навигационные лоции, детальные карты

населенных пунктов, осуществлять расчет маршрутов. Кроме того, совре-

менные навигаторы поддерживают спутниковые изображения BirdsEye,

которые загружаются на устройство с сервера и используются совместно с

топографическими картами [7].

Навигаторы «Сигнал» отечественного производства, разработанные

конструкторским бюро «Навис», выпускаются с 2011 г. Эти персональные

навигационные приборы также способны рабо-

тать как с российской системой ГЛОНАСС, так

и с американской GPS. Кроме того, в них зало-

жен функционал, позволяющий принимать сиг-

налы еще только развивающихся систем

GALILEO (Европейский союз) и COMPASS

(Китай). Данные устройства используются, в

первую очередь, в транспортном хозяйстве Рос-

сии. Они применяются для отслеживания марш-

рутов и времени передвижения транспортных

средств, контроля расхода топлива, сроков до-

ставки пассажиров и грузов и т. д. [8].

Широкое распространение приобрели в последнее время автомобиль-

ные навигаторы. Общей особенностью этих приборов является то, что они

ориентированы, в первую очередь, на использование в личном автотранс-

порте. Небольшие размеры, функционал, ограниченный только операци-

онной системой управления, и встроенная навигационная карта, как пра-

вило, фирм Garnin Navicon, Навител, Сити-ГИД, делают подобные

устройства конкурентноспособными на рынке картографического обеспе-

чения. В первую очередь они отвоевывают позиции в туристической и ав-

томобильной навигации у традиционных бумажных атласов и карт.

Рис. 6. ПНП Сигнал

23

Автомобильный навигатор

Glospace, как и большинство совре-

менных автомобильных навигаторов,

имеет возможность отображать на

экране в реальном режиме времени

возникающие на дорогах пробки и

предлагать объездные маршруты.

Подобный функционал стал возмо-

жен благодаря каналу GPRS, посред-

ством которого прибор получает ин-

формацию о дорожном трафике из

специализированного центра обработки информации о скоростях авто-

транспортных потоков.

Некоторые системы, развивающиеся в последнее время, используют

для получения информации о дорожных условиях данные о трафике своих

пользователей. Эти данные передаются в центр обработки информации

независимо от пользователя при включении прибора навигации.

Glospace имеет два спутниковых приемника: ГЛОНАСС – на 12 каналов и

GPS – на 20, причем работать они могут одновременно. У аппарата две

спутниковых антенны – внутренняя и внешняя, причем последняя работа-

ет в широком диапазоне температур (от -40 до +50 °С). В качестве про-

граммы-навигатора используется новая разработка компании – программа

ГЛОНАСС/GPS.

Навигатор Explay серии GN также

работает с использованием систем нави-

гации GPS и ГЛОНАСС. В качестве нави-

гационного программного обеспечения

установлена система НАВИТЕЛ, облада-

ющая различными функциональными ха-

рактеристиками, среди которых следует

отметить: прокладку маршрутов с учетом

пробок, запись маршрута в виде файла с

координатами, наличие справочной ин-

формации.

Рис. 7. ПНП Glospace

Рис. 8. ПНП Explay

24

Существенным отличием программного обеспечения НАВИТЕЛ яв-

ляется его мультиплатформенность. Это программное обеспечение может

функционировать как под операционной средой Windows, так и под

Android. Подобный симбиоз дает возможность использовать навигацион-

ный приемник совместно с программами по работе с текстовыми данны-

ми, фото- и видеофайлами, интернетом.

1.4. Организационно-правовое обеспечение ГНСС РФ

Основным нормативно-правовым документом в РФ, регламентирую-

щим использование ГЛОНАСС, является Указ Президента Российской

Федерации от 17 мая 2007 г. № 638 «Об использовании глобальной нави-

гационной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-

экономического развития Российской Федерации» [9].

В целях обеспечения массового использования глобальной навигаци-

онной спутниковой системы ГЛОНАСС в интересах социально-

экономического развития Российской Федерации и расширения ее между-

народного сотрудничества устанавливается:

– доступ к гражданским навигационным сигналам глобальной нави-

гационной спутниковой системы ГЛОНАСС предоставляется российским

и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений;

– для обеспечения безопасности Российской Федерации аппаратура

спутниковой навигации, приобретаемая для нужд федеральных органов

исполнительной власти и подведомственных им организаций, должна

функционировать с использованием сигналов системы ГЛОНАСС. Допус-

кает совместное использование ГЛОНАСС и GPS.

Данный Указ рекомендует органам исполнительной власти субъектов

Российской Федерации, органам местного самоуправления муниципаль-

ных образований и организациям, независимо от их организационно-

правовой формы, применять аппаратуру спутниковой навигации, функци-

онирующую с использованием сигналов системы ГЛОНАСС.

Федеральное космическое агентство осуществляет функции коорди-

натора работ по поддержанию, развитию и использованию системы ГЛО-

НАСС в интересах гражданских, в том числе коммерческих, потребителей

25

и для расширения международного сотрудничества Российской Федера-

ции.

Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения техноло-

гий ГЛОНАСС в России и за рубежом Постановлением Правительства РФ

в июле 2009 г. был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере нави-

гационной деятельности», функции которого были возложены на ОАО

«Навигационно-информационные системы».

В соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 7

июля 2011 г. № 899 «Об утверждении приоритетных направлений разви-

тия науки, технологий и техники в Российской Федерации и перечня кри-

тических технологий Российской Федерации», одними из приоритетных

направлений развития науки, технологий и техники в Российской Федера-

ции являются информационно-телекоммуникационные системы и транс-

портные и космические системы. В перечне критических технологий Рос-

сийской Федерации одними их приоритетных направлений являются тех-

нологии информационных, управляющих, навигационных систем и техно-

логии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллекту-

альных систем управления новыми видами транспорта.

1.5. Методы и средства работы с ГНСС

Основным документом, регламентирующим методы и средства рабо-

ты ГНСС, является национальный стандарт ГОСТ Р 53606–2009 «Гло-

бальная навигационная спутниковая система "Методы и технологии вы-

полнения геодезических и землеустроительных работ"», разработан-

ный федеральным агентством по техническому регулированию и мет-

рологии [10].

На основании данного документа можно выделить следующие мето-

дические особенности работы ГНСС:

– измерения: осуществляются в абсолютных координатах (простран-

ственных координатах объекта в прямоугольной геоцентрической системе

координат или на земном эллипсоиде);

– применение технологий автономного позиционирования: основаны

на непосредственном получении абсолютных координат определяемого

26

объекта. Основу метода составляет вычисление абсолютных координат

определяемого объекта из решения пространственной засечки по псевдо-

дальностям, измеренным до четырех или большего числа наблюдаемых

навигационных спутников;

– геодезические работы: выполняют комплекс технологических про-

цессов, осуществляемых для определения параметров фигуры и гравита-

ционного поля Земли, координат точек земной поверхности и их измене-

ний во времени;

– дифференциальное позиционирование: технология позиционирова-

ния, основанная на получении абсолютных координат объекта с привле-

чением корректирующей информации (дифференциальных поправок),

формируемой в исходном пункте с известными координатами, передавае-

мой по каналу связи и предназначенной для уточнения положения опре-

деляемого объекта;

– землеустроительные работы: комплекс технологических процессов,

осуществляемых для установления, восстановления и закрепления на

местности границ земельных участков, определения и оформления их ме-

стоположения и площади;

– определяемый объект: фиксированная точка местности, простран-

ственное положение которой определяется с использованием позициони-

рования. К определяемым объектам при выполнении геодезических и зем-

леустроительных работ относятся пункты государственных, муниципаль-

ных и специальных геодезических сетей, пункты опорных межевых се-

тей, межевые знаки, пункты геодезической разбивочной основы, репер-

ные точки и т. д.;

– относительное позиционирование: технология позиционирования,

основанная на получении приращений абсолютных координат двух при-

емников, один из которых установлен в исходном пункте, другой – на

определяемом объекте;

– позиционирование: получение пространственных координат объек-

та по наблюдениям навигационных спутников с использованием аппара-

туры потребителей ГНСС.

Аппаратура потребителей, применяемая для производства геодезиче-

ских и землеустроительных работ, должна включать:

27

– приемник, состоящий из антенного, радиоприемного и вычисли-

тельного устройств и предназначенный для приема и целевой обработки

навигационных сигналов навигационных спутников;

– дополнительное оборудование (метеодатчики, трегеры, штати-

вы и т. п.).

Геодезические и землеустроительные работы, как правило, должны

выполняться с использованием аппаратуры, работающей на двух частотах

по сигналам двух ГНСС–ГЛОНАСС и GPS. Для относительного позицио-

нирования на сравнительно коротких расстояниях (до 10–15 км) возможно

применение одночастотных приемников.

1.6. Проект «ЭРА-ГЛОНАСС»: состояние и направления

совершенствования

Государственные проекты использования спутниковых навигацион-

ных технологий создают «критическую массу» пользователей на нацио-

нальном рынке. Одним из видов использования спутниковых навигацион-

ных технологий ГЛОНАСС/GPS является модернизация, обеспечение без-

опасности и повышение эффективности транспортного комплекса страны.

В РФ с мая 2010 г. реализуется инновационный проект по созданию си-

стемы экстренного реагирования при авариях. Вся система, которая полу-

чила название «ЭРА-ГЛОНАСС», будет введена в промышленную экс-

плуатацию в декабре 2013 г. Система позволит организовать диспетчери-

зацию государственного автотранспорта, оборудовать навигационными

приборами стационарные и передвижные системы мониторинга, охранно-

поисковые комплексы. На базе «ЭРА-ГЛОНАСС» разрабатывается ин-

теллектуальная система управления транспортом страны [11].

28

2. ЭЛЕКТРОННЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ КАРТЫ В СТРУКТУРЕ

КАДАСТРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

2.1. Электронные навигационные карты: цели и задачи

создания

Развитие транспортной инфраструктуры урбанизированных террито-

рий, перегрузка улиц крупных городов автомобильным транспортом за-

ставляют, по-новому взглянуть на проблему организации дорожного дви-

жения. Прежде всего, нововведения касаются использования современных

геоинформационных технологий для обеспечения транспортной безопас-

ности страны в целом. Именно безопасности, так как современная ком-

фортная жизнь населения городов всецело зависит от уровня развития

транспортно-коммуникационных систем.

На сегодняшний день, при использовании инструментария геоинфор-

мационного анализа и моделирования удается оптимизировать маршруты

городского автотранспорта, спроектировать новые дорожные развязки,

организовать ремонтные работы. Даже при уборке снега зачастую исполь-

зуют автотранспорт, оборудованный навигационным обеспечением для

мониторинга движения. Однако все перечисленные возможности ГИС не

будут реализованы без актуальной, подробной навигационной карты. По-

этому на рынке геоинформационных систем и прикладного программного

обеспечения стремительно развивается сегмент транспортных навигаци-

онных систем (ТНС). Кроме того, одним из приоритетных направлений

использования Российской системы ГЛОНАСС является организация кон-

троля и перераспределения транспортных потоков, оптимизация схем

движения автотранспорта.

Федеральной целевой программой «Глобальная навигационная си-

стема» предусматривается создание в необходимом объеме крупномас-

штабных навигационных карт требуемых масштабов на всю территорию

Российской Федерации. В частности, на конец 2011 г. открытые цифровые

навигационные карты на основе обновленных цифровых топографических

карт территории Российской Федерации масштаба 1 : 25 000–1 : 100 000

уже созданы практически на всю территорию Российской Федерации.

29

Также подготовлены навигационные планы на территорию 350 крупных

населенных пунктов РФ [12].

Главным источником данных для создания цифровых навигационных

карт являлись результаты геодезических работ, данные дистанционного

зондирования Земли и существующие цифровые топографические карты.

Цифровая навигационная карта (ЦНК) – это цифровая тематическая

карта с навигационной информацией, достаточной для решения задачи ав-

томатизированного определения местоположения транспортного средства

и расчета маршрута его движения.

Цифровые навигационные карты создаются для использования в

навигационном оборудовании и решении навигационных задач в диспет-

черских системах различного назначения.

Цифровая навигационная карта Федеральной службы государствен-

ной регистрации, кадастра и картографии (Росреестр) является базовой и

может быть дополнена различной тематической информацией с последу-

ющей подготовкой, конвертацией и загрузкой в навигационные устрой-

ства и системы.

Уникальность ЦНК состоит в том, что это первый цифровой карто-

графический продукт общего пользования, необходимый населению для

решения своих повседневных задач. При этом население самостоятельно

оплачивает разработку и актуализацию негосударственных ЦНК. С другой

стороны, благодаря развитию ЦНК у населения появилась потребность в

постоянном использовании геоинформации, развивается геоинформаци-

онное мышление и становление нового общества.

2.2. Структура цифровой навигационной карты

ЦНК имеют сложную структуру (рис. 9), в состав которой входят та-

кие новые понятия для традиционной картографии, как сейлсаналитика и

трейдмаркетинг. Сейсланалитика, или анализ продаж, заключается в

проведении расширенного анализа потребностей пользователей геоин-

формационного ресурса, анализе наиболее востребованных тематических

компоновок навигационных карт, а также их оформлении. Трейдмарке-

тинг заключается в разработке стратегии поддержки продаж ЦНК, созда-

30

нии маркетинговой политики для продвижения ЦНК на рынке цифровой

навигации [13].

Рис. 9. Структура ЦНК

2.3. Классификация ЦНК

Электронные навигационные карты классифицируются по следую-

щим критериям [14]:

а) транспортное средство: выделяют автомобильные, железнодорож-

ные, водные, авиационные и туристические ЦНК;

б) навигационное оборудование: индивидуальные ЦНК, ЦНК диспет-

черских служб, ЦНК для планирования и управления;

в) режим доступа: локальные ЦНК, коллективные ЦНК (интернет-

доступ), открытые локальные ЦНК (базовая информация может обнов-

ляться и дополняться данными, полученными в режиме реального време-

ни, например, данными об автомобильном трафике);

г) стоимость: платные ЦНК, условно-бесплатные ЦНК, бесплатные

ЦНК. Данный критерий не распространяется на стоимость навигационно-

го оборудования.

31

2.4. Автомобильные электронные навигационные карты

Самым распространенным на сегодняшний день видом ЦНК является

автомобильная, индивидуальная с открытым локальным режимом досту-

па, как правило, платная. Подобные карты производят фирмы Google,

Garmin, Навиком, Навител, Теле-Атлас, Сити-Гид, Яндекс и др. Цифровая

навигационная карта для автомобильного транспорта – это цифровая век-

торная карта, содержащая граф дорог, объекты сервиса и дорожные знаки,

которые дополняют описание графа дорог справочной информацией.

Граф дорог – это цифровая векторная карта, состоящая из топологи-

чески связанных дуг и узлов, местоположение и свойства которых с за-

данной точностью и полнотой передают маршруты и организацию движе-

ния наземного транспорта. Элементы графа дорог предназначены для ис-

пользования в автоматизированной прокладке маршрутов между любыми

заданными точками на графе. Объекты сервиса – это точечные объекты

цифровой векторной карты, наносимые в местах расположения предприя-

тий, учреждений, заведений, имеющих отношение к обслуживанию

участников дорожного движения, управлению дорожным движением, ока-

занию медицинской помощи, оказанию различных сервисных услуг.

Свойства объектов должны включать адреса объектов, сведения об

оказываемых услугах и условиях их оказания.

Дорожные знаки это точечные объекты цифровой векторной карты,

наносимые вдоль элементов графа дорог для информирования участников

дорожного движения об особенностях организации движения, расположе-

нии населенных пунктов, километровых столбов и других объектов.

Дорожные знаки – могут дублировать информацию, содержащуюся в

графе дорог, на этапе создания цифровой навигационной карты и для по-

следующего издания бумажных карт и атласов.

Автомобильные навигационные карты способствуют безопасности

дорожного движения, заблаговременно предупреждая водителя о прибли-

жении к нерегулируемому пешеходному переходу или об ограничении

скорости на сложном участке дороги.

32

2.5. Обзор операторов электронных навигационных карт на

территории Новосибирской области

Сравнение основных операторов, предоставляющих электронные

навигационные карты (ЭНК) и связанные с их использованием геосервисы

на территории НСО, представлены в табл. 1.

Таблица 1

Операторы ЭНК на территории НСО (по состоянию на 2012 г.)

Характеристики Garmin,

США, Google, США, Навител Яндекс 2ГИС

Масштаб ЦНК:

- межселенная

территория;

- населенные

пункты

1 : 100 000

1 : 2 000

1 : 100 000

1 : 10 000

1 : 100 000

1 : 5 000

1 : 100 000

1 : 2 000

(Новоси-

бирск)

1 : 200 000

1 : 5 000

ДДЗЗ нет Да нет да Нет

Площадь

покрытия 100 % 100 % 100 % 100 % 30 %

Формат

графических

данных

SHP, tab SHP, tab, kml Tab, mif kml

Формат

атрибутивных

данных

Внешние

форматы:

DAT, xls,

mdb, sql

Внутренний

формат Dat, mid

Внешние фор-

маты: xls, mdb,

sql

Использование

ГЛОНАСС Да

2.6. Нормативно-правовые требования создания

электронных навигационных карт

Цифровая навигационная карта создается в Государственной системе

координат 1995 г. (СК-95), в Балтийской системе высот 1977 г. с делением

на номенклатурные листы топографических карт. Пользовательская карта,

содержащая граф дорог, создается на район работ без деления на номен-

клатурные листы. Для выдачи потребителям граф дорог формируется, как

правило, на территорию субъектов Российской Федерации или отдельных

населенных пунктов.

33

Цифровые навигационные карты могут использоваться как самостоя-

тельно, так и совместно с цифровыми топографическими картами мас-

штабов 1 : 25 000–1 : 100 000, покрывающими одну и ту же территорию.

Созданная цифровая картографическая продукция подлежит серти-

фикации в аккредитованном органе по сертификации (Постановление

Правительства Российской Федерации от 01.12.2009 г. № 982 «Об утвер-

ждении единого перечня продукции, подлежащей обязательной сертифи-

кации, и единого перечня продукции, подтверждение соответствия кото-

рой осуществляется в форме принятия декларации о соответствии»).

Контроль и приемка работ, предоставление всех отчетных докумен-

тов на всех этапах выполняются в соответствии с требованиями «Ин-

струкции о порядке контроля и приемки геодезических, топографических

и картографических работ (ГКИНП (ГНТА) 17-004–99)»; «Временных

технических условий по комплектованию, учету, хранению и предостав-

лению отчетности по материалам и данным федерального картографо-

геодезического фонда (цифровая картографическая продукция)».

Приемка материалов по созданию и обновлению ЦТК, созданию ЦТК

ОП, ОЦНК, масштабов 1 : 25 000 и 1 : 50 000, сшитую в единый массив

без разделения по номенклатурным листам навигационную информацию

ОЦНК на объект работ, осуществляется УО ФКГФ.

В соответствии с Положением о полномочиях федеральных органов

исполнительной власти по поддержанию, развитию и использованию гло-

бальной навигационной спутниковой системы ГЛОНАСС, утвержденным

постановлением Правительства Российской Федерации от 30 апреля 2008 г.

№ 323, определяются правила создания, обновления, использования, хра-

нения и распространения цифровых навигационных карт.

Государственные цифровые навигационные карты являются феде-

ральными государственными информационными ресурсами.

В государственные цифровые навигационные карты включаются:

– картографическая основа;

– навигационная информация;

– дополнительная информация.

Цифровые навигационные карты создаются на основе соответствую-

щих государственных цифровых навигационных карт и должны включать

34

информацию, содержащуюся в государственных цифровых навигацион-

ных картах на соответствующую территорию.

Цифровые навигационные карты и государственные цифровые нави-

гационные карты создаются в векторной форме представления данных.

Классификатор цифровой навигационной карты составлен с учетом

документа «Правила дорожного движения Российской Федерации»

(утверждены Постановлением Совета Министров Правительства Россий-

ской Федерации от 23 октября 1993 г. № 1090. Редакция от 27.01.2009).

При разработке классификатора учитывался ГОСТ Р 52289–2004 «Техни-

ческие средства организации дорожного движения. Правила применения

дорожных знаков, разметки, светофоров, дорожных ограждений и направ-

ляющих устройств» и ГОСТ З 552290–2004 «Знаки дорожные. Общие

технические требования». Класификатор дорожных знаков предназначен

для использования с цифровыми навигационными картами масштабов

1 : 25 000–1 : 100 000.

Обновление содержащейся на государственных цифровых навигаци-

онных картах информации осуществляется:

– в части картографической основы – не реже одного раза в 5 лет;

– в части навигационной и иной информации – не реже 1 раза в 2 года.

В отличие от государственных навигационных карт, коммерческие

навигационные карты обновляются гораздо чаще. Некоторые поставщики

навигационных карт обновляют информацию в режиме времени, близком

к реальному, однако чаще всего обновления выпускаются раз в квартал и

доступны для скачивания пользователями системы с интернет-ресурсов

производителей карт.

Государственные цифровые навигационные карты подлежат включе-

нию в состав материалов государственного картографо-геодезического

фонда. Хранение и распространение государственных цифровых навига-

ционных карт осуществляется в соответствии с требованиями Федерального

закона от 26 № 209-ФЗ «О геодезии и картографии», Положения о феде-

ральном картографо-геодезическом фонде, утвержденного Постановлением

Правительства Российской Федерации от 8 сентября 2000 г. № 669.

Граждане и юридические лица обязаны безвозмездно передавать один

экземпляр копий созданных ими цифровых навигационных карт в соот-

35

ветствующие картографо-геодезические фонды с сохранением авторских

прав.

Условия использования государственных цифровых навигационных

карт определяются заключаемыми при их передаче заинтересованным ли-

цам лицензионными договорами. При этом передача полученных прав на

использование государственных цифровых навигационных карт третьим

лицам не допускается, за исключением случаев изготовления на ее основе

цифровых навигационных карт.

Создание цифровых навигационных карт для автомобильного транс-

порта на территорию Российской Федерации и государственной цифровой

навигационной карты для автомобильного транспорта на территорию Рос-

сийской Федерации осуществляется с учетом следующих особенностей:

– государственная цифровая навигационная карта для автомобильно-

го транспорта создается на всю территорию Российской Федерации;

– в государственную цифровую навигационную карту для автомо-

бильного транспорта включается только разрешенная к открытому опуб-

ликованию информация;

– картографической основой государственной цифровой навигацион-

ной карты для автомобильного транспорта является Единая электронная

картографическая основа федерального, регионального и муниципального

назначения, создаваемая в соответствии с приказом Минэкономразвития

России от 24 декабря 2008 г. № 467;

– хранение и распространение государственной цифровой навигаци-

онной карты для автомобильного транспорта и копий цифровых навига-

ционных карт для автомобильного транспорта, переданных в федераль-

ный картографо-геодезический фонд, осуществляет Федеральное государ-

ственное унитарное предприятие «Центральный картографо-геоде-

зический фонд»;

– государственная цифровая навигационная карта для автомобильно-

го транспорта подлежит опубликованию в сети Интернет на официальном

сайте Федеральной службы регистрации, кадастра и картографии в тече-

ние трех месяцев со времени передачи такой карты в федеральный карто-

графо-геодезический фонд;

36

– распространение государственной цифровой навигационной карты

для автомобильного транспорта осуществляется в соответствии с прави-

лами предоставления материалов федерального картографо-геоде-

зического фонда.

37

3. РОССИЙСКАЯ ИНФРАСТРУКТУРА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ

ДАННЫХ

3.1. Российская инфраструктура пространственных данных:

определение, цели создания

Определение Глобальной инфраструктуры пространственных данных

дано на Конференции GSDI в мае 2001 г.: «Глобальная инфраструктура

пространственных данных представляет собой координированные дей-

ствия наций и организаций, которые способствуют пропаганде и реализа-

ции согласованной политики, общих стандартов и эффективных механиз-

мов для производства и обеспечивают доступность интероперабельных

общеземных географических данных и технологий в поддержку принятия

решений на всех уровнях» [15].

На период 2012 г. более 50 наций строят национальные инфраструк-

туры пространственных данных.

Инфраструктура пространственных данных (ИПД) – распределенная

информационно-телекоммуникационная система сбора, обработки, хране-

ния, распространения пространственных данных и обеспечения доступа к

ним пользователей.

Другими словами, ИПД представляет собой совокупность простран-

ственных информационных ресурсов, организационных структур, право-

вых и нормативных механизмов, технологий создания, обработки и обме-

на пространственными данными, обеспечивающих широкий доступ и эф-

фективное использование пространственных данных гражданами, субъек-

тами хозяйствования и органами власти.

Под Российской инфраструктурой пространственных данных (РИПД)

понимается информационно-телекоммуникационная система, обеспечи-

вающая доступ пользователей (граждан, хозяйствующих субъектов, орга-

нов государственной и муниципальной власти) к национальным (государ-

ственным) распределенным ресурсам пространственных данных, а также

распространение и обмен в сети Интернет или иной общедоступной гло-

бальной сети в целях повышения эффективности их производства и ис-

пользования.

38

РИПД объединяет технологии, научно-техническую политику, техни-

ческие регламенты, национальные и международные стандарты, челове-

ческие и другие ресурсы, необходимые для производства, обработки, хра-

нения, распространения, интеграции и использования пространственных

данных.

3.2. Функции и задачи Российской инфраструктуры

пространственных данных

РИПД создается на основе применения геоинформационных техноло-

гий. ИПД призвана объединить и обеспечить коллективный доступ к про-

странственным данным на трех уровнях: федеральном, региональном

(уровень субъекта РФ) и муниципальном. РИПД решает две основные за-

дачи: организация и поддержка информационного обмена простран-

ственными данными между организациями и компаниями разных профи-

лей, а также обеспечение массового доступа к картографическим продук-

там на основе современных информационно-коммуникационных техноло-

гий.

Разработка и внедрение РИПД позволяют:

– обеспечить совместное использование информационных ресурсов, в

том числе космических и аэрофотоснимков;

– создать и внедрить специализированные и интегрированные базы

первичной информации, разработать единую систему классификации и

кодирования информации;

– организовать распределенную систему сбора и хранения простран-

ственной информации, вести аналитические работы с первичными и агре-

гированными данными;

– обеспечить пространственный и статистический анализ данных;

– создать систему классификации объектов и территорий по предмет-

ным областям, функциональным направлениям использования, уровням

административно-территориального деления.

39

3.3. Базовые пространственные данные

Российской инфраструктуры пространственных данных

Первым шагом в создании региональной ИПД является формирова-

ние основы данной информационной системы – базовых пространствен-

ных данных (БПД). Под БПД понимаются «координатные описания базо-

вых пространственных объектов в заданной системе координат, которые

следует использовать для определения координат любых близлежащих

пространственных объектов и явлений», причем «один из главных крите-

риев отнесения данных к БПД – всеобщая потребность в них». Под базо-

выми пространственными объектами БПО понимаются «пространствен-

ные объекты, относящиеся к специально выбранным типам, отличающие-

ся устойчивостью пространственного положения во времени (сохранность

и устойчивость в плане и по высоте в течение длительного времени) и бо-

лее точным координатным описанием по сравнению с другими простран-

ственными объектами» [16].

В качестве геодезического обеспечения для создания цифровой моде-

ли территории необходимо использовать, кроме пунктов ГГС сети актив-

ных базовых станций, формирующих региональные инфраструктуры гео-

дезического мониторинга. Первоначальный ввод базовых пространствен-

ных данных необходимо выполнить на основе картографического матери-

ала:

– для территории субъекта Федерации базовые пространственные

данные должны соответствовать объектному составу топографических

карт масштаба 1 : 100 000;

– для территорий городов и поселений в границах их застройки в за-

висимости от их насыщенности инженерными коммуникациями базовые

пространственные данные должны соответствовать объектному составу

топографических планов масштаба 1 : 5 000–1 : 500.

Базовые пространственные данные включают: геодезические сети,

ортофотопланы территории, рельеф в виде ЦМР, транспортные сети,

национальные газетиры, гидрографию, границы административных еди-

ниц, кадастровую информацию. Дополнительные слои БПД: раститель-

ность, сельскохозяйственные угодья, ландшафты, особо охраняемые тер-

40

ритории, объекты культурно-исторического и природного наследия, зоны

риска возникновения природных и техногенных катастроф (рис. 10) [17].

Рис. 10. Состав пространственных данных РИПД. Двойными

пунктирными линиями выделен блок данных, входящий в состав ЦНК

Сельхозугодия

41

3.4. Этапы проектирования инфраструктуры

пространственных данных

При проектировании ИПД необходимо решить три концептуальные

задачи, определяющие структуру и содержание информационной си-

стемы:

– во-первых, провести семантический и структурный анализ всей

пространственной информации, используемой отделами и департамента-

ми предприятия, органами государственной власти, крупными предприя-

тиями и фирмами, работающими на данной территории, а также другими

пользователями (в том числе и населением), проанализировать источники

ее возникновения и потребления, установить основные взаимосвязи и ха-

рактеристики этой информации;

– во-вторых, выполнить формализацию описания всех полученных в

результате анализа пространственных данных, их взаимосвязей и исполь-

зования. При этом важной задачей является интеграция и генерация раз-

нородной (по типу, формату, способу описанию, источнику получения,

точности метрической и точности информативной) пространственной ин-

формации распределенной по территориальному месту хранения (в раз-

личных организациях) и по принадлежности к действующим информаци-

онным системам;

– в-третьих, осуществить выбор программного обеспечения для реа-

лизации компонентов ИПД. Данный этап включает анализ сложившихся

предпочтений пользователей пространственной информации, а также

предпочтений рядовых потребителей пространственной информации и

населения.

Для создания цифровой модели территории за основу должны браться

карты, которыми располагают центры и предприятия Федеральной служ-

бы государственной регистрации, кадастра и картографии, в том числе

космические снимки высокого и среднего разрешения.

При создании цифровой модели территории необходимо учитывать ее

многоцелевое назначение и возможность использования для решения ши-

рокого круга задач территориального управления, в том числе с учетом

42

Градостроительного кодекса и информационного обеспечения градостро-

ительной деятельности на территориях муниципальных образований.

В результате проектирования должна быть разработана технологиче-

ская модель системы. В качестве технологической основы модели систе-

мы должна быть принята информационная сеть на базе архитектуры «кли-

ент – сервер». Серверная платформа такой сети должна обеспечивать

надежное управление данными и хранение данных в период жизненного

цикла системы.

Серверы централизованной базы данных должны обеспечивать

устойчивое обслуживание необходимого числа клиентов локальной сети и

удаленных клиентов [16].

3.5. Эффективность Российской инфраструктуры

пространственных данных

Социально-экономический эффект от внедрения Российской ИПД

оценивается по следующим направлениям:

– формирование единой инфраструктуры пространственных данных,

необходимой для совершенствования работы хозяйствующих субъектов,

органов государственной власти, органов местного самоуправления;

– формирование эффективной нормативно-правовой базы в сфере

ИПД, регулирующей вопросы обеспечения информационной безопасно-

сти и реализации прав граждан, гарантированных Конституцией Россий-

ской Федерации;

– повышение эффективности взаимодействия органов государствен-

ной власти и органов местного самоуправления как между собой, так и с

хозяйствующими субъектами и гражданами на основе использования со-

временной ИПД;

– обеспечение условия для повышения эффективности и более широ-

кого использования ИПД в экономической, социальной и экологической

сферах;

– повышение уровня подготовки и переподготовки кадров за счет со-

вершенствования образования на базе ИПД.

43

3.6. Организационно-правовое обеспечение

Российской инфраструктуры пространственных данных

Организационно-правовое обеспечение РИПД осуществляется на

четырех уровнях следующими организациями:

а) на уровне Российской Федерации:

– Федеральной службой регистрации, кадастра и картографии и ее

территориальными органами (выдача лицензий на производство фунда-

ментальных данных, ведение реестра саморегулируемых организаций);

– Федеральным оператором фундаментальных данных (ведение ре-

естра местных систем координат);

– отраслевыми органами исполнительной власти РФ (контроль за

соблюдением порядка и качеством отраслевых данных);

б) на уровне субъектов РФ:

– региональным оператором ИПД РФ (контроль соблюдения тех-

нических регламентов на региональные фундаментальные и базовые

пространственные данные, уведомительная регистрация всех видов ра-

бот в форме проектных метаданных);

в) на уровне органов местного самоуправления:

– региональным оператором ИПД РФ (контроль соблюдения тех-

нических регламентов на местные фундаментальные и базовые про-

странственные данные, уведомительная регистрация всех видов работ в

форме проектных метаданных);

г) вне уровней власти:

– саморегулируемыми организациями в сфере геодезии, картогра-

фии, кадастра и геоинформатики (контроль и ответственность за каче-

ство работы своих членов).

Функции и роль Росреестра (федерального органа управления) в пе-

реходный и последующий периоды должны заключаться в создании

нормативно-технической базы, при этом государственный надзор и кон-

троль должны перейти из сферы производства в сферу обращения про-

дукции и услуг.

44

3.7. Мировые информационные ресурсы

пространственных данных

В последние годы направление геоинформатики, связанное с создани-

ем и применением геопорталов, стремительно развивается. Примерами

различных типов геопорталов являются геопортал ИПД Европейского

Союза INSPIRE, геопортал ИПД ООН UNSDI, специализированный (или

тематический) геопортал по контролю выбросов углекислого газа в США

NatCarb и др. Сегодня практически все развитые страны Европы, Америки

и Азии имеют национальные геопорталы ИПД.

Главными эталонами, стоящими во главе концепции, являются попу-

лярные американские веб-порталы (геосервисы) Google Earth и Google

Maps (GE/GM).

Первый большой геопортал в «классическом» его понимании был со-

здан в США в конце 1990-х гг. под руководством федерального комитета

по геоданным (Federal Geospatial Data Committee – FGDC) в рамках разви-

тия национальной инфраструктуры пространственных данных НИПД

NSDI Clearinghouse Network. В 2003 г. в США стартовал геопортал Geo-

spatial One-Stop (GOS), созданный в рамках инициативы «электронное

правительство» и построенный вокруг централизованной базы каталогов

метаданных, которые связывают клиентов с поставщиками геоданных и

геопродуктов. Пользователь геопортала GOS мог использовать стандарт-

ную программу-браузер или «просмотрщик» («тонкий клиент») либо свя-

зываться через свою ГИС с сервером данных («толстый клиент»).

Geospatial One-Stop (GOS) ИПД США NSDI – классический пол-

нофункциональный геопортал, единая точка доступа к ресурсам NSDI,

насчитывающим сотни тысяч наборов пространственных данных, зареги-

стрированных в службах каталогов NSDI на нескольких сотнях серверов.

Геопортал существенно облегчил поиск пространственных данных, вы-

полнявшийся ранее в службе каталогов портала Федерального комитета

по географическим данным США FGDC. GOS имеет встроенный онлай-

новый картографический визуализатор Map Viewer.

Discovery Portal ИПД Канады CGDI – полнофункциональный геопор-

тал, часть службы GeoConnections. Проект CGDI стартовал в 1996 г. по

45

инициативе Межведомственного комитета по геоматике IAGG и Канад-

ского совета по геоматике CCOG. Главная страница геопортала содержит

полный набор поисковых функций: поиск пространственных данных, ор-

ганизаций и сервисов, т. е. геоинформационных услуг по списку их функ-

циональных типов и прикладным областям с рекомендуемым программ-

ным обеспечением.

Отдельного внимания заслуживает Национальный атлас Канады

(The Atlas of Canada), который представляет собой геопортал с метадан-

ными по ресурсам ИПД (в том числе по электронным картам в бесплатном

доступе), а также является онлайновой ГИС с многочисленными темати-

ческими слоями (рис. 11). Доступ и визуализация ГИС-слоев осуществля-

ются с помощью веб-сервиса Web Map Service (WMS).

а) б)

Рис. 11. Национальный геопортал Канады:

а) главная страница Национального интерактивного Атласа Канады;

б) веб-сервис Национального атласа Канады, позволяющий выполнять

поиск и визуализацию топокарт, http://atlas.nrcan.gc.ca

Геопортал ИПД Франции IFDG Geoportail был открыт в 2006 г. и по-

зиционировался как французский ответ на вызов глобального геопортала

46

GE/GM. Его особенностью является сбалансированное сочетание поиско-

вых и визуализационных функций.

В геопортале приведены карты и мозаики космических и аэрофото-

снимков вплоть до масштаба 1 : 2 000 на территорию Франции и замор-

ских департаментов, созданные национальным географическим институ-

том IGN-F. По функции отображения геоданных и по общей идеологии

совмещения картографической основы и мозаики геопортал Франции ана-

логичен сервису GE/GM, имеются функции трехмерного 3D отображения

городов, а также реализована возможность одновременного отображения

векторной картографической основы и растровых космоснимков с функцией

плавной регулировки яркости наложенных векторных слоев (рис. 12).

Рис. 12. Главная страница геопортала Франции «Geoportail», содержащего

карты и учебно-образовательный раздел

Кроме визуализации, геопортал содержит инструменты поиска про-

странственных данных, включая базовые пространственные данные и

цифровые продукты, среди них ЦМР DD TOPO, база данных по бесшов-

ным ортомозаикам BD ORTHO и кадастровая векторная база BD PAR-

CELLAIRE.

47

В 2004 г., глядя на успех проекта Wikipedia, британец Стив Кост

(Steve Coast) запустил проект Openstreetmap, целью которого является

«нарисовать карту всего мира». Зачем, казалось бы, нужен Openstreetmap,

если есть другие карты? У каждого участника сообщества – а карты

Openstreetmap создаются силами рядовых участников проекта, войти в

число которых может любой пользователь, – свои причины. Но среди са-

мых распространенных – недостаток в коммерческих картах (и, как пра-

вило, невозможность их исправить собственными силами пользователей).

Открытость карт Openstreetmap является основным конкурентным преиму-

ществом данного картографического сервера. Причем, зачастую, актуаль-

ность данных карт Openstreetmap выше, чем у коммерческих геосервисов.

Таким образом, в ведущих странах мира создаются геопорталы ИПД

разных уровней (национальные, региональные и локальные). Все чаще

компонентом геопортала ИПД становятся веб-сервисы на базе совмеще-

ния карт и мозаик спутниковых снимков, а также каталоги спутниковых

снимков [18].

В геопорталах некоторых стран, например, Канады, Франции и Вели-

кобритании созданы развитые образовательные разделы, содержащие не-

обходимые учебно-методические материалы для подготовки преподавате-

лей и учащихся, а также для ведения исследовательской работы.

Сравнительный анализ организационной структуры национальных

геопорталов ИПД стран Европы представлен в табл. 2.

Таблица 2

Организационная структура национальных геопорталов ИПД

стран Европы

Национальный

геопортал

Организационная структура

Координирую-

щий орган

Финансирова-

ние

Политика доступа

Поиск Просмотр Скачива-

ние

GeoPor-

tal.Bund (Гер-

мания)

1 агентство Проект феде-

рального ГИС

центра

Бесплат-

но

Бесплат-

но

Бесплатно

для гос.

нужд

Geoportail

(Франция)

3 агентства Правительство Бесплат-

но

Бесплат-

но

За плату

48

Окончание табл. 2

GeoNorge

(Норвегия)

1 агентство Частно-

государственное

партнерство

Бесплатно Бесплатно От бес-

платных

данных до

рыночных

цен

IDEE (Испа-

ния)

3 агентства Госслужбы Бесплатно Бесплатно Есть бес-

платные

данные

По данным статистики, 90 % геопорталов в зарубежных странах со-

здается государством, для решения задач территориального управления,

кадастра, навигации, параметрического поиска, придания информации

статуса государственной.

3.8. Национальные и мировые уровни стандартизации

пространственных данных

В настоящее время существует две мощные организации, занимаю-

щиеся разработкой различных стандартов международного уровня. Этими

организациями являются:

– ISO – International Standards Organization – Международная органи-

зация по стандартизации;

– OGC – Open Geospatial Consortium – Консорциум открытых специ-

фикаций геоданных системы стандартизации пространственных данных

(ССПД).

Метаданные в РИПД создаются только в соответствии с утвержден-

ными национальными стандартами, совместимыми со стандартами ме-

таданных ISO и OGC. Это необходимо для работ, основанных на стан-

дартах, средств поиска на геопорталах, а также для циркуляции мета-

данных между узлами ИПД. В связи с этим обязательными требования-

ми ко всем работам, финансируемым из государственного бюджета, яв-

ляются подготовка стандартных метаданных о произведенной продук-

ции и их публикация на одном из узлов РИПД. Также при закупке про-

граммного обеспечения геоинформационных систем и других средств

подготовки пространственных данных на средства государственного

бюджета должно выставляться обязательное требование наличия в со-

49

ставе этого программного обеспечения средств подготовки стандартных

метаданных.

В системах создания пространственных данных обязательно долж-

ны действовать, как минимум, три стандарта по управлению метадан-

ными: на содержание, кодирование и протоколы передачи метаданных.

Программное обеспечение геопорталов при подготовке и публикации

метаданных должно обеспечивать проверку метаданных на соответствие

стандартам содержания и кодирования. Не соответствующие стандартам

документы метаданных должны быть отклонены.

3.9. Методы и средства стандартизации пространственных

данных: мировой опыт

В настоящее время разработаны стандарты для формирования инфра-

структуры стандартизации в сфере географической информации. ISO

19101 описывает ту среду, в которой, как ожидается, будет осуществлять-

ся деятельность по географической стандартизации. ISO/TS 19103 опреде-

ляет язык концептуальных схем, выбранный для представления географи-

ческой информации, а также содержит описание использования этого

языка. ISO/TS 19104 описывает методику определения терминов, необхо-

димых в сфере географической информации. ISO 19105 определяет общие

принципы для описания степени соответствия географических информа-

ционных продуктов и сервисов стандартам комитета ISO/TC 211 [19].

Инфраструктурными стандартами в сфере геопространственной ин-

формации являются:

– ISO 19101 Geographic information – Reference model (географическая

информация – эталонная модель);

– ISO/TS 19103 Geographic information – Conceptual schema language

(географическая информация – язык концептуальных схем);

– ISO/TS 19104 Geographic information – Terminology (географическая

информация – терминология);

– ISO 19105 Geographic information – Conformance and testing (геогра-

фическая информация – соответствие и тестирование);

50

– ISO 19106 Geographic information – Profiles (географическая инфор-

мация – профили).

Стандартами, описывающими модели данных для географической

информации, являются:

– ISO 19109 Geographic information – Rules for application schema (гео-

графическая информация – правила для схемы приложения);

– ISO 19107 Geographic information – Spatial schema (географическая

информация – пространственная схема);

– ISO 19137 Geographic information – Core profile of the spatial schema

(географическая информация – базовый профиль пространственной схемы);

– ISO 19123 Geographic information – Schema for coverage geometry and

functions (географическая информация – схема геометрии и функций по-

крытия);

– ISO 19108 Geographic information – Temporal schema (географиче-

ская информация – временная схема);

– ISO 19141 Geographic information – Schema for moving features (гео-

графическая информация – схема для подвижных пространственных объ-

ектов);

– ISO 19111 Geographic information – Spatial referencing by coordinates

(географическая информация – позиционирование по координатам);

– ISO 19112 Geographic information – Spatial referencing by geographic

identifiers (географическая информация – позиционирование по географи-

ческим идентификаторам).

Стандартами, управляющими географической информацией, являются:

– ISO 19110 Geographic information – Methodology for feature catalogu-

ing (географическая информация – методика каталогизации простран-

ственных объектов);

– ISO 19115 Geographic information – Metadata (географическая ин-

формация – метаданные);

– ISO 19113 Geographic information – Quality principles (географиче-

ская информация – принципы управления качеством);

– ISO 19114 Geographic information – Quality evaluation procedures

(географическая информация – процедуры оценки качества);

51

– ISO 19131 Geographic information – Data product specifications (гео-

графическая информация – спецификации дата-продуктов);

– ISO 19135 Geographic information – Procedures for item registration

(географическая информация – процедуры регистрации);

– ISO/TS 19127 Geographic information – Geodetic codes and parameters

(географическая информация – геодезические коды и параметры);

– ISO/TS 19138 Geographic information – Data quality measures (гео-

графическая информация – меры качества данных);

Стандартами на создание и функционирование географических сер-

висов являются:

– ISO 19119 Geographic information – Services (географическая ин-

формация – сервисы);

– ISO 19116 Geographic information – Positioning services (географиче-

ская информация – сервисы позиционирования);

– ISO 19117 Geographic information – Portrayal (географическая ин-

формация – графическое отображение);

– ISO 19125–1 Geographic information – Simple feature access – Part 1:

Common architecture (географическая информация – доступ к простым

пространственным объектам, часть 1: общая архитектура);

– ISO 19125–2 Geographic information – Simple feature access – Part 2:

SQL option (географическая информация – доступ к простым простран-

ственным объектам, часть 2: вариант SQL);

– ISO 19128 Geographic information – Web map server interface (геогра-

фическая информация – интерфейс веб-сервера карт);

– ISO 19132 Geographic information – Location based services – Refer-

ence model (географическая информация – позиционно-базовые сервисы –

эталонная модель);

– ISO 19133 Geographic information – Location based services – Tracking

and navigation (географическая информация – позиционно-базовые серви-

сы – слежение и навигация);

– ISO 19134 Geographic information – Location base services – Multi-

modal routing and navigation (географическая информация – позиционно-

базовые сервисы – мультимодальная маршрутизация и навигация).

52

Стандартами для кодирования географической информации являются:

– ISO 19118 Geographic information – Encoding (географическая ин-

формация – кодирование);

– ISO 6709 Standard representation of geographic point location by

coordinates (географическая информация – стандартное координатное

представление положения географической точки);

– ISO 19136 Geographic information – Geography Markup Language

(GML) (географическая информация – язык географической разметки);

– ISO/TS 19139 Geographic information – Metadata – XML schema im-

plementation (географическая информация – метаданные – реализация на

языке XML схем).

Стандартами для описания специфических тематических растровых

данных (фотоизображений) являются:

– ISO/TS 19101–2 Geographic information – Reference model – Part 2:

Imagery (географическая информация – эталонная модель – фотоизобра-

жения);

– ISO 19115–2 Geographic information – Metadata – Part 2: Extensions

for imagery and gridded data (географическая информация – метаданные,

часть 2: расширения для фотоизображений и сеточных данных).

3.10. Российская инфраструктура

пространственных данных в системе кадастра РФ

Российская инфраструктура пространственных данных в системе ка-

дастра РФ представляет сложную иерархически организованную много-

уровневую систему, представленную на рис. 13 [20]. Информационные

уровни системы кадастра взаимодействуют друг с другом. Локальный

уровень формирует информационный ресурс областного уровня, тот, в

свою очередь, является основным при формировании регионального и

национального уровней. Базовый уровень является основным при форми-

ровании инфраструктуры пространственных данных. Именно на этом

уровне формируются требования к масштабу, точности, актуальности и

составу базовых пространственных данных.

53

Рис. 13. Информационные уровни РИПД в системе кадастра РФ

Система кадастра РФ оказывает интеграционное действие, объединяя

разнородные пространственные данные о территории РФ в единый банк

данных. В качестве информационного обеспечения кадастра используют-

ся различные источники пространственных данных: геодезические изме-

рения, аэро- и космосъемка, карты и планы, статистические данные о тер-

ритории.

Региональный

уровень

Национальный

уровень

Базовый уровень

Модель поверхности планеты

Мозаика спутниковых снимков

Основные географические данные

Административное деление по регионам

Крупные реки и водоемы

Федеральные транспортные магистрали

Локальный уровень

Деление на края, области, округа и т. д.

Региональные транспортные магистрали

Областной уро-

вень

Районное деление

Гидрография

Данные населенных пунктов

Все транспортные магистрали

Структура, деление, коммуникации,

недвижимость, транспорт и т. д.

54

4. ФОРМИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ОСНОВЫ ГИС И ЗИС

4.1. О проблеме создания единого геоинформационного

пространства на территории НСО

Геопространство – географическая оболочка Земли, подлежащая изу-

чению, отображению, моделировнаию территориальной организации в

определенные периоды времени, объектового состава, перечня и степени

подробности геоинформации. Геоинформационным пространством явля-

ется совокупность информационных координированных компьютерных

моделей.

Вопрос создания единого геоинформационного пространства на тер-

ритории Новосибирской области на период 2012 г. является не решенным.

В первую очередь, это связано с существованием большого числа различ-

ных систем координат, в которых ведутся кадастровые и топографические

работы, создаются проекты территориального планирования и т. д. Вто-

рой причиной является отсутствие крупномасштабной цифровой карто-

графической основы на территорию области [17].

4.2. Обзор средств, обеспечивающих создание

электронной основы ГИС и ЗИС

Средства для создания электронной основы ГИС и ЗИС делятся на

следующие виды:

а) программные средства – представлены комплексом специализи-

рованного программного обеспечения: векторизаторы, инструменталь-

ные ГИС, средства обработки данных дистанционного зондирования

Земли (ДДЗЗ);

б) аппаратные средства – геодезические приборы, космические и

аэролетательные аппараты, обеспечивающие получение ДДЗЗ, устройства

сканирования аналоговых изображений;

в) сетевые коммуникационные системы – серверы пространственных

и непространственных данных, хранилища данных, в том числе и локаль-

ных пользователей, предоставляющих информацию для преобразования в

формат ГИС.

55

4.3. Этапы работ по созданию геоинформационного проекта

Выбор конечного алгоритма и методик всецело определяется целью и

задачами проекта. В качестве основных этапов технологии работ следует

выделить:

– сбор комплексной информации о территории: картографические ма-

териалы, результаты дистанционного зондирования Земли, описательная и

статистическая информация, отчеты и т. п.;

– обработку исходных данных, перевод из аналогового вида в цифро-

вой. На этом этапе применяется широкий круг программных средств, при-

чем это не только ГИС-системы, но и системы автоматизированного про-

ектирования, автоматической векторизации, графические системы, ком-

плекс специализированных программных средств собственной разработки.

Правильно выстроенная последовательность применения программных

средств позволяет снизить себестоимость работ и временные затраты. Бла-

годаря применению новейших технических средств, в частности широко-

форматного сканера, уве-

личивается производи-

тельность работ по пере-

воду картографических

материалов в растровый

вид (рис. 14);

– систематизацию и

накопление простран-

ственно-

координированных дан-

ных – этот этап работ

является одним из ос-

новных, так как благо-

даря нему происходит

создание банка разнородных данных об исследуемой территории. Инфор-

мация накапливается, систематизируется и может быть использована в

дальнейшем при реализации других ГИС-проектов;

Рис. 14. Пример работы

широкоформатного сканера Crystal G 600

56

– анализ и моделирование – этот этап работ наиболее творческий, за-

ключается в подборе (или собственной разработке) программных средств,

решающих определенные управляющие задачи. На этом этапе возможно

создание объемных моделей территории, проведение расчетов по опреде-

лению зон видимости, решение задач логистики, тематическое картогра-

фирование качественных и количественных показателей территории, гео-

кодирование пространственно-временных связей между объектами;

– получение готовой продукции в цифровом и аналоговом виде – дан-

ный этап работ реализуется благодаря разработке специализированных

оболочек для свободного распространения цифровой картографической

информации как на электронных носителях, так и в среде Интернет. Воз-

можно и применение методики широкоформатной печати созданных кар-

тографических произведений.

4.4. Геопортальные технологии создания и распространения

пространственных данных в РФ

В соответствии с Распоряжением Правительства РФ № 1555-р

от 17.10.2009 «О плане перехода на предоставление государственных

услуг и исполнение государственных функций в электронном виде феде-

ральными органами исполнительной власти», за Росреестром закреплено

предоставление следующих государственных услуг и исполнение госу-

дарственных функций в электронном виде [21]:

1. Государственная регистрация прав на недвижимое имущество и

сделок с ним, предоставление сведений, содержащихся в Едином государ-

ственном реестре прав (ЕГРП).

2. Предоставление сведений, содержащихся в Государственном ка-

дастре недвижимости (ГКН), размещение публичных кадастровых карт в

сети Интернет.

3. Постановка объектов недвижимости на государственный кадастро-

вый учет.

Благодаря этим нововведениям повысилось качество и доступность

государственных услуг, информационное взаимодействие граждан и орга-

низаций с государственными органами приобрело более открытый харак-

тер. Первый государственный геопортал на территорию РФ, представля-

57

ющий собой элемент национальной инфраструктуры пространственных

данных, разработан Росреестром (рис. 15).

Рис. 15. Геопортал Росреестра, режим доступа

http://maps.rosreestr.ru/PortalOnline/

Публичная кадастровая карта, размещенная на сайте Росреестра,

предоставляет широкому кругу пользователей сведения государственного

кадастра недвижимости и Единой электронной картографической основы

(ЕЭКО) в виде карт местности масштабов от 1 : 1 000 000 до 1 : 100 000 и

космических снимков картографического онлайн-сервиса АгсGIS.

В перспективе планируется публикация карт местности масштабов

1 : 50 000 и 1 : 25 000 на всю территорию Российской Федерации, а также

планов крупных городов масштаба 1 : 10 000.

Кадастровые сведения на публичной кадастровой карте отображаются

в виде границ единиц кадастрового деления (кадастровых округов, райо-

нов и кварталов) и земельных участков с указанием кадастровых номеров

(рис. 16).

58

Рис. 16. Публичная кадастровая карта города Новосибирска

на геопортале Росреестра

4.5. Кадастровые карты в структуре данных Росреестра

Кадастровая карта (план) представляет собой карту (план), на кото-

рой в графической и текстовой формах воспроизводятся сведения, содер-

жащиеся в государственном кадастре недвижимости.

Кадастровые карты составляются на единой картографической основе.

В соответствии с ФЗ № 221-ФЗ от 24.07.2007, публичные кадастровые

карты подлежат размещению на официальном сайте органа кадастрового

учета и в сети «Интернет» [22].

Основными данными, которые должны отображаются на кадастровой

карте, являются:

а) кадастровый номер и границы земельного участка в кадастровом

квартале;

б) граница и кадастровый номер здания, сооружения или объекта не-

завершенного строительства на земельном участке;

в) адрес объекта недвижимости;

г) сведения о наличии ограничений (обременений) вещных прав на

объект недвижимости;

д) категория земель, к которой отнесен земельный участок;

59

е) разрешенное использование земельного участка;

ж) назначение здания (нежилое здание, жилой дом или многоквар-

тирный дом), если объектом недвижимости является здание;

з) описание прохождения Государственной границы Российской Фе-

дерации;

и) границы и наименование субъектов Российской Федерации;

к) границы и наименование муниципальных образований;

л) границы и наименование населенных пунктов;

м) границы территориальных зон;

н) номера и границы единиц кадастрового деления;

о) местоположение и наименование пунктов опорных межевых сетей.

4.6. Виды кадастровых карт

В соответствии с приказом Министерства экономического развития

РФ № 416 от 19.10.2009, устанавливаются следующие виды кадастровых

карт [23]:

1. Публичные кадастровые карты. На них воспроизводятся общедо-

ступные кадастровые сведения, в том числе границы населенных пунктов,

границы земельных участков и контуры объектов недвижимости, распо-

ложенных на участках, кадастровые номера земельных участков, зданий и

сооружений. Публичная кадастровая карта – это справочный информа-

ционный ресурс для представления пользователям сведений государ-

ственного кадастра недвижимости на территорию Российской Федерации.

2. Дежурные кадастровые карты, предназначенные для использования

органом кадастрового учета при ведении государственного кадастра не-

движимости.

3. Карты территорий муниципальных образований, предназначенные

для использования органами местного самоуправления соответствующего

муниципального образования.

4. Карты территорий субъектов РФ, предназначенные для использо-

вания органами исполнительной власти субъектов РФ. Такие карты пред-

ставляют собой совокупность кадастровых карт муниципальных образо-

ваний в пределах территории соответствующего субъекта РФ.

60

5. Тематические карты: по категориям земель, статусам, видам ис-

пользования, кадастровой стоимости и др.

Состав сведений кадастровых карт, в зависимости от вида, различен и

регламентирован Приказом Министерства экономического развития РФ

№ 416 от 19.10.2009 «Об установлении перечня видов и состава сведений

кадастровых карт».

4.7. Геоинформационное образование

В нашей стране в последние годы наблюдается устойчивое увеличе-

ние потребности рынка вакансий в специалистах, обладающих навыками

работы с геоинформационными системами. В первую очередь, это связано

с внедрением автоматизированных технологий обработки информации во

все сферы производственной и исследовательской деятельности по

направлению «Науки о Земле». В первую очередь, это геодезия, кадастр,

дистанционное зондирование Земли, картография.

Современный этап развития производства предполагает минимиза-

цию затрат на создание конечного продукта. Это, в свою очередь, не-

возможно без полноценного применения технологий, базирующихся на

автоматизации процесса производства. Геоинформационные системы в

настоящее время на 70–80 % позволяют сократить ручной труд при ра-

боте с пространственными данными. Конечно, для достижения подоб-

ных результатов необходимо привлечение грамотных специалистов,

имеющих хорошую базовую подготовку по автоматизированным ин-

формационным системам обработки информации и с углубленным изу-

чением ГИС [3].

Из анализа вакансий на предприятиях геодезического профиля, раз-

мещенных на сайте www.gisa.ru, следует, что в период 2000–2005 гг.

наиболее востребованы были следующие специалисты: геодезисты,

ГИС-специалисты, кадастровые инженеры (инженеры землеустроители).

То есть, в первую очередь, требовались сотрудники на производственные

направления деятельности, связанные с автоматизацией процесса сбора и

обработки пространственных данных (рис. 17).

61

Рис. 17. Диаграмма вакансий на предприятиях геодезического

профиля в период 2000–2005 гг.

Однако, в настоящее время, спрос на специалистов в области геоин-

формационных систем существенно изменился. Наряду с традиционным

спросом на специалистов в области геодезии и кадастра, наблюдается су-

щественное увеличение потребности в специалистах, занимающихся об-

работкой данных дистанционного зондирования, цифровой картографией

и навигацией. Кроме того, появилось новое, стабильно развивающееся

направление «менеджер по продаже ГИС» – продажа программного обес-

печения ГИС и поддержка лицензированных пользователей. Как видно из

диаграммы, представленной на рис. 18, в настоящее время также суще-

ственна доля потребности предприятий в высококвалифицированных руко-

водителях, которые обладают широкими знаниями не только в организации

производственного процесса, но и в области геоинформационных систем.

Рис. 18. Диаграмма вакансий на предприятиях

геодезического профиля в период 2009–2012 гг.

62

Таким образом, можно с уверенностью утверждать, что наряду с пол-

ным высшим техническим образованием в области геоинформационных

систем, существенное место в образовательном процессе будут занимать

курсы повышения квалификации специалистов по смежным дисциплинам,

желающих улучшить технические навыки работы в современных геоин-

формационных системах [24–26].

4.8. Требования к специалистам в области ГИС

Основными задачами, решаемыми специалистами в области геоин-

форматики, на сегодняшний день являются:

– оптимизация и автоматизация процессов обработки информации

средствами ГИС;

– разработка технологий интеграции разнородных пространственных

данных об исследуемой территории в единый геоинформационный про-

ект, как правило, это данные в различных форматах ГИС, САПР и

СОДДЗЗ;

– трансформирование пространственных данных, преобразование в

единую систему координат геоинформационного проекта;

– конвертирование данных из различных источников;

– подготовка и представление геоинформационного проекта для ши-

рокого круга заинтересованных лиц в сети Интернет, а также в виде спра-

вочно-картографических систем.

Специалист в области геоинформационных систем должен знать ис-

точники пространственных данных и уметь правильно выбирать материал

для работы, основываясь, в первую очередь, на задачах проекта [5].

Например, при создании ряда проектов, ориентированных на территории

федеральных округов, часто возникали ситуации, когда поставленные из-

начально цели не были достигнуты, потому что заказчики не могли точно

определить объемы работ и их стоимость. В их расчетах эти показатели

были существенно ниже. В результате этого, составленные сметы проеков

были не выполнены. Поэтому в разработке технического задания на вы-

полнение работ и требований к проекту должны участвовать специалисты-

63

эксперты в области ГИС, организации технологии производства, эконо-

мисты и т. д.

Наиболее правильным подходом при разработке геоинформационно-

го проекта является его доскональное обсуждение и проработка всех эта-

пов на совещаниях рабочей научно-исследовательской группы, состоя-

щей, как правило, из ответственных исполнителей по каждому этапу ра-

бот. Неприемлемой ситуацией при реализации проекта является разроз-

ненное выполнение этапов работ разными отделами без согласования

промежуточных результатов работ. Зачастую многие этапы являются ре-

сурсозатратными, поэтому грамотное распределение времени и предель-

ная оптимизация технологических операций могут значительно сократить

потери на исправление замечаний и корректуру.

Таким образом, важным является не только изучение программного

обеспечения ГИС, но и выработка у обучающихся особой геоинформаци-

онной культуры, касающейся правильного применения ГИС, а также про-

ектирования и реализации геоинформационных проектов.

4.9. Зарубежный опыт подготовки кадров в области

геоинформатики

Для зарубежного геоинформационного рынка уже сейчас характерен

повышенный спрос на специалистов, имеющих базовую естественно-

научную, главным образом, географическую подготовку (табл. 3). Это

может быть связано с проблемными областями приложения основной

массы выполняемых за рубежом ГИС-проектов (комплексное природо-

пользование, управление природными ресурсами, экологические пробле-

мы, совершенствование среды обитания и т. д.) [27].

Географическая подготовка ценится и среди более специализирован-

ных геоинформационных профессий, появление которых связано с быст-

рым расширением сферы работы с цифровыми геопространственными

данными. Зарубежный рынок геоданных бурно развивается благодаря как

государственным, так и частным организациям. Издержки такого развития

связаны, в частности, с качеством данных, предлагаемых на рынке. По-

этому «VAR»-фирмы вынуждены принимать на работу сотрудников, спе-

64

циализирующихся исключительно на работе с геоданными. Этим объяс-

няется появление таких профессий, как «приемщик и хранитель геодан-

ных» (Geodata acquisition and archievator), а также «корректор геоданных»

(Geodata proofer).

Таблица 3

Требования, предъявляемые различными организациями к базовой

подготовке, опыту и навыкам работы специалистов в области ГИС

Вид требования Фирмы

Местные и

региональные

управления

Универси-

теты

Федераль-

ные науч-

ные и от-

раслевые

центры

Все

органи-

зации

Обязательное базовое

естественно-научное,

главным образом гео-

графическое образова-

ние, в %

67 63 89 80 76

Средний минимальный

стаж работы в области

ГИС, лет

3,2 2,1 Не указы-

вается 6,6

2,7 (без

универ-

ситетов)

Обязательные профес-

сиональные навыки

работы с программными

продуктами ESRI, Inc.,

в %

63 91 50 50 66

Приведенные данные позволяют сделать вывод о продолжающемся

процессе формирования особой (геоинформационной) группы профессий,

соповождающем становление и развитие геоинформационной индустрии

как самостоятельной междисциплинарной отрасли производства и по-

требления.

Анализируя зарубежный геоинформационный рынок труда, отметим,

что некоторые организации иногда прямо указывают на возможность при-

ема на должность «чистого» ГИС-специалиста, скажем, географа, или ин-

женера-электроника, имеющих рабочий стаж в области ГИС, другими

словами «доучившихся» в процессе работы. Однако удобнее и быстрее

всего, возможно, доучивать картографа. Недаром некоторые фирмы и

иные организации открывают вакансии на должность, которая так и назы-

65

вается «картограф», хотя, судя по описаниям должностных обязанностей,

предполагается, что картограф будет работать над геоинформационным

проектом [28].

Так на западе, например, существует градация ГИС-специалистов:

ГИС-редактор-картограф, ГИС-аналитик, ГИС-администратор баз данных,

ГИС-программист и др. Такая дифференциация подразумевает под собой

и разное образование – для одних профилирующими являются науки о

Земле и картография, для других – ИТ и программирование.

66

ПРАКТИЧЕСКИЙ КУРС

Лабораторная работа

«СОЗДАНИЕ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ МЕСТНОСТИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПЕРСОНАЛЬНОГО

НАВИГАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА»

Общие сведения о выполнении работы

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение основных функциональных возможно-

стей навигаторов; выполнение комплекса работ, включающих измере-

ние на местности с использованием персонального навигатора Garmin, и

создание цифровой модели территории СГГА, Дома Советов и Мону-

мента Славы в городе Новосибирске.

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ: топографический план территории мас-

штаба 1 : 500, космический снимок высокого разрешения, картограмма

работ для каждой бригады студентов (рис. 19).

Бригада 1 Бригада 2

Бригада 3 Бригада 4 Бригада 5

Рис. 19. Картограммы работ

67

Последовательность выполнения

Шаг 1. Изучить основные функциональные клавиши персонального

навигатора eTrex Legend HCx (рис. 20).

Рис. 20. Внешний вид ПНП Legend HCx

1 – Клавиша «ВВОД/МАНИПУЛЯТОР». Для перемещения вверх,

вниз, вправо, влево; для выделения полей, кнопок или значков на экране;

для ввода данных или перемещения по карте. Короткое нажатие – для

ввода выделенных опций или данных и подтверждения экранных сообще-

ний. Продолжительное нажатие – для фиксации своего текущего положе-

ния в качестве маршрутной точки на карте.

2 – Клавиша «ВЫХОД/СТРАНИЦА». Короткое нажатие – для после-

довательного просмотра основных страниц. Продолжительное нажатие –

для включения или выключения компаса.

3 – Клавиша «ПИТАНИЕ». Продолжительное нажатие включает или

выключает устройство. Короткое нажатие включает подсветку, время, да-

ту и уровень заряда батареи.

68

4 – Клавиша «МЕНЮ/ПОИСК». Короткое нажатие включает меню

опций. Продолжительное нажатие открывает меню поиска.

5 – Клавиши изменения масштаба «IN/OUT». На странице карты ко-

роткое нажатие позволяет увеличить или уменьшить масштаб карты. На

остальных страницах нажатие позволяет прокрутить список вверх или

вниз.

6 – GPS-антенна.

Фрагменты основных рабочих окон прибора Garmin LegendHCx по-

казаны на рис. 21.

а) б) в)

Рис. 21. Фрагменты окон:

а) главное меню; б) окно электронного компаса; в) окно карты

Функция «Треки» позволяет создавать электронный «след» на стра-

нице карты – так называемый «Путевой журнал» – по мере прохождения

маршрута. Путевой журнал содержит информацию о точках, лежащих

вдоль пути следовнаия. Записи в путевой журнал начинают вводиться

автоматически после получения устройством сигнала настройки пози-

ции. Меню «Страница треков» показано на рис. 22.

69

а) б)

Рис. 22. Разделы меню навигатора:

а) меню «Страница треков»; б) меню настройки журнала треков

Для настройки путевого журнала необходимо указать метод записи:

по пройденному расстоянию, времени или в режиме «авто» с указанием

одного из пяти интервалов записи.

Шаг 2. Выполнить измерения навигатором на местности согласно

картограмме работ. Для этого необходимо включить навигатор в меню

записи треков, выбрать настройку записи. Осуществить полевое обсле-

дование территории: съемку пешеходных дорожек, памятников истори-

ко-культурного наследия.

При съемке памятников необходимо определить центр объекта, ме-

ню: «Отметить» – «Отметить точку» – «Среднее положение» – и запи-

сать его название в меню сохранения графических меток (рис. 23).

Рис. 23. Алгоритм определения координат точек в навигаторе Garmin

70

Шаг 3. Для создания иллюстративного содержания выполнить фо-

тосъемку памятников.

Шаг 4. Открыть программу «BaseCamp», в меню «Все данные» вы-

брать записанные треки и точки и с помощью команды «Отобразить на

карте» показать их в окне карты (рис. 24).

Рис. 24. Алгоритм работы с программой BaseCamp для отображения

выполненных измерений в окне карты

После отображения трека и точек в окне карты программы

BaseCamp необходимо показать профиль высоты трека, проходящего по

линии «А», и сделать копию экрана для оформления лабораторной ра-

боты. По топографическому плану масштаба 1 : 500 необходимо по-

строить профиль высоты рельефа по линии «А», сравнить полученные

данные. После этого необходимо экспортировать результаты измерений

с навигатора в формат gpx (рис. 25).

71

Рис. 25. Алгоритм работы с программой BaseCamp для импорта измере-

ний с навигатора Garmin на компьютер

Шаг 5. С помощью программы MapSerch выполнить конвертиро-

вание файлов треков и точек из формата gpx в формат dxf. Для этого

необходимо открыть файлы полевых измерений, записанные в формате

gpx, и с помощью команды «Сохранить как» выполнить сохранение

данных в формат dxf (рис. 26).

72

Рис. 26. Алгоритм конвертирования файлов треков и точек из формата

gpx в формат dxf

Шаг 6. В ГИС Mapinfo выполнить импорт файлов в формате dxf в

формат tab (рис. 27).

Рис. 27. Алгоритм конвертирования файлов треков и точек из формата

dxf в формат tab

73

Шаг 7. Выполнить регистрацию топографического плана масштаба

1 : 500 и космического снимка, используя координаты перекрестков до-

рожной сети, полученных при проведении полевых работ.

Шаг 8. Используя зарегистрированный космический снимок, вы-

полнить векторизацию топографических объектов: пешеходных доро-

жек, газонов, зеленых насаждений, строений.

Шаг 9. Совместить полученную после векторизации цифровую мо-

дель с результатами полевых работ.

Шаг 10. Используя функцию «Настройка геолинка», необходимо

настроить гиперссылки фотографий для слоя «Памятники», «Сооруже-

ния», «Здания» (рис. 28).

Рис. 28. Пример настройки гиперссылки фотографий

для слоя «Памятники»

74

Для проверки правильности настройки гиперссылки на фотографии

памятников необходимо выполнить последовательность операций,

представленных на рис. 29.

Рис. 29. Алгоритм работы с функцией «Геолинк»

Требования к оформлению отчетных форм лабораторной работы

1. Отчетная форма № 1 «Результаты полевых работ на участке №_».

Форма составляется на основе выполненных измерений: на плане отоб-

ражаются записанные треки и точки с навигатора Garmin. Точечные

объекты отображаются с поясняющими их характеристики подписями.

Выходные данные: бригада №_, выполнили студенты группы __, ФИО,

масштаб, условные обозначения.

2. Отчетная форма № 2 «Топографический план территории». Фор-

ма составляется на основе зарегистрированного топографического пла-

на масштаба 1 : 500. Выходные данные: площадь участка работ № _, па-

75

раметры регистрации растрового изображения, бригада №_, выполнили

студенты группы __, ФИО.

3. Отчетная форма № 3 «Космический снимок территории Мону-

мента Славы». Форма составляется на основе зарегистрированного кос-

мического снимка. Выходные данные: параметры регистрации растро-

вого изображения, бригада №_, выполнили студенты группы __, ФИО.

4. Отчетная форма № 4 «Цифровая модель участка работ №_».

Форма составляется на основе цифровых данных, полученных после об-

работки полевых измерений и векторизации растровых материалов. Вы-

ходные данные: бригада №_, выполнили студенты группы __, ФИО,

масштаб, условные обозначения.

5. Отчетная форма № 5 «Профиль высоты рельефа линии А» (по

данным навигатора) и «Профиль высоты рельефа линии А» (по топо-

графическому плану 1 : 500 масштаба). Выходные данные: бригада №_,

выполнили студенты группы __, ФИО.

6. Отчетная форма № 6 «Гибридная модель территории участка ра-

бот №». Форма составляется на основе космического снимка, совме-

щенного с цифровой моделью участка работ. Выходные данные: брига-

да №_, выполнили студенты группы __, ФИО, масштаб, условные обо-

значения.

7. Отчетная форма № 7 «Иллюстративный материал для слоя "Па-

мятники историко-культурного наследия". Фотографии объектов необ-

ходимо дать с поясняющими подписями и координатами. Выходные

данные: бригада №_, выполнили студенты группы __, ФИО.

8. Отчетная форма № 8 «Гибридная модель Монумента Славы».

Форма составляется на основе космического снимка территории, сов-

мещенного с цифровой моделью территории Монумента Славы. Для со-

ставления общей цифровой модели бригады должны объединить полу-

ченные ими в процессе выполнения работы данные в единый набор сло-

ев. Выходные данные: бригада №_, выполнили студенты группы __,

ФИО, масштаб, условные обозначения.

76

Приложение 1

Геокэшинг – инновационный способ

привлечения внимания к проблеме охраны памятников

историко-культурного наследия

С давних пор тема поиска кладов окружена атмосферой притягатель-

ной таинственности. Множество людей посвящает жизнь раскрытию

древних тайн, среди которых есть вполне реальные тайники и клады. Во

все времена поиск сокровищ был для человечества увлекательным заняти-

ем. Но лишь с появлением двух великих изобретений – Интернета и спут-

никовой навигации – появилась уникальная возможность для активного

использования данных технологий в области геокэшинга.

История геокэшинга как современной игры началась в 2000 г. Изна-

чально технология GPS создавалась исключительно для военных нужд,

все остальные пользователи глобальной навигационной системы могли

получать координаты только с заведомо введенной ошибкой. В первую

очередь, это было направлено на поддержание режима секретности ре-

зультатов измерений. Однако, в силу того, что GPS-технологии показали

широкий круг возможностей при их применении, 1 мая 2000 г. режим ис-

кусственного загрубления точности определения координат был отменен.

Правительство США охарактеризовало GPS как инновационную техноло-

гию, которая может быть использована в самых разнообразных сферах де-

ятельности. С отменой ограничений пользователи GPS-приемников полу-

чили возможность определять координаты в 10 раз точнее, чем раньше. 2

мая Дэйв Алмер в одной из сетевых конференций предложил новую игру

– геокэшинг, суть которой заключалась в том, что один человек создает

тайник, публикует его координаты в Интернете, а другие участники игры

по этим координатам пробуют найти тайник.

В Россию классический геокэшинг пришел весной 2002 г. Несколько

единомышленников создали веб-сайт с автоматической базой данных по

тайникам, и тогда же заложили первые тайники в Московской области.

Уже через год игроки отметили первый юбилей – сотый тайник. Хоро-

шую конкуренцию москвичам составили игроки из Санкт-Петербурга.

Растет число активных участников и в других регионах страны. Уже по-

77

явились тайники на островах, в горах, на морских побережьях и за по-

лярным кругом.

Благодаря стремительно возрастающему количеству людей с новым

геоинформационным мышлением, геокэшинг завоевывает все больше го-

родов. Приобретает популярность он и в Новосибирске. Так, в 2010 г. в

рамках молодежного форума Интерра в СГГА впервые была проведена

игра «Архитектурно-исторический геокэшинг на территории города Но-

восибирска» (рис. П.1).

Рис. П.1. Старт игры «Архитектурно-исторический геокэшинг»

При подготовке мероприятия организаторы рассматривали геокэшинг

не как спортивную забаву, а в первую очередь как эффективный инстру-

мент обмена знаниями о родном крае. Это является главным лейтмоти-

вом игры, который, в свою очередь, раскрывает следующие актуальные

задачи:

– привлечение внимания населения города к проблеме охраны и со-

хранения объектов историко-культурного наследия;

– развитие у современной молодежи нового типа мышления, а имен-

но – геоинформационного;

78

– появление навыков применения навигационного оборудования и

специализированных программных средств для решения задач поиска

объектов на местности;

– готовность к конкурентной борьбе и заинтересованность фирм-

производителей навигационного оборудования в организации игр геокэ-

шинга.

Для проведения игры на основе использования цифровой модели тер-

ритории города Новосибирска и тематического слоя, содержащего геоко-

дированные объекты архитектурно исторических достопримечательно-

стей, были разработаны пять игровых маршрутов. Все объекты, выбран-

ные организаторами игры в качестве точек поиска геокешинга, были взя-

ты из базы данных электронного атласа архитектурно-исторических до-

стопримечательностей города Новосибирска (рис. П.2).

Рис. П.2. Иллюстративный фрагмент электронного атласа архитектурно-

исторических достопримечательностей г. Новосибирска (Гостиница

«Метрополитен», ул. Революции, дом 4)

К маршрутам поиска выдвигались следующие требования:

– каждый маршрут должен содержать одинаковое количество точек

поиска;

79

– протяженности маршрутов, полученные путем определения крат-

чайшего расстояния между точками геокэшинга по существующим в го-

роде автодорогам, могут различаться не более чем на 10 %;

– кратчайшие маршруты, полученные в результате применения про-

цедуры геоинформационного анализа, не должны противоречить приня-

тым в городе схемам автомобильного движения, а также правилам дорож-

ного движения.

Примеры сформированных маршрутов показаны на рис. П.3.

а) б) в)

Рис. П.3. Примеры маршрутов геокэшинга (а, б);

фотография капитана команды на фоне архитектурно-исторической

достопримечательности города Новосибирска (в)

В качестве основных технических средств для проведения игры ис-

пользовались портативные GPS-навигаторы фирмы Garmin, в качестве

средств пространственного позиционирования применялись сотовые те-

лефоны, имеющие GPS-модуль, и специализированное программное обес-

печение.

Победителем игры считалась та команда, которая быстрее всех пра-

вильно определит заданные точки поиска – архитектурно-исторические

достопримечательности на территории города Новосибирска – и предо-

80

ставит документальное подтверждение. В качестве документального под-

тверждения участники игры должны были предоставить фотографии ка-

питана команды на фоне искомых архитектурно-исторических достопри-

мечательностей.

Достигнутыми результатами игры являются:

– появление заинтересованности среди студентов в проведении гео-

кэшинга;

– знакомство участников игры с архитектурно-историческими досто-

примечательностями города;

– изучение возможностей современных геоинформационных техноло-

гий, интегрированных с системой глобального позиционирования для ре-

шения задач поиска объекта и навигации.

Таким образом, полученные результаты, выражающиеся в появлении

интереса, расширении кругозора и овладении новыми технологиями, яв-

ляются важными в процессе обучения современных специалистов СГГА.

81

Приложение 2

Геоинформационное обеспечение для управления

кризисными ситуациями

Современное развитие геоинформационных технологий позволя-

ет осуществлять подготовку различного вида тематических (сюжетных)

цифровых картографических проектов. В силу ориентирования политики

государств на раннее предотвращение кризисных ситуаций и ликвидацию

их последствий актуальной является подготовка геоинформационного

обеспечения для моделирования, анализа и предотвращения чрезвычай-

ных ситуаций.

Существенный вклад в развитие этого направления вносят современ-

ные средства сбора пространственных данных. В первую очередь, это

космические съемочные системы и различные сенсоры, в том числе и ин-

тегрированные с технологиями глобальных навигационных спутниковых

систем (ГНСС), используемые для поверхностного мониторинга состоя-

ния промышленных и природных объектов.

Геоинформационное обеспечение для управления кризисными ситуа-

циями можно разделить на три основные типа:

1. Актуальные динамически изменяющиеся мониторинговые данные

состояния пространственных объектов.

2. Прогнозные пространственные аналитические модели, описываю-

щие различные сценарии развития кризисных ситуаций и ликвидации их

последствий.

3. Статистические пространственно-ситуационные модели управле-

ния кризисными ситуациями.

Как правило, для управления пространственными объектами повы-

шенного класса опасности используются все три вида геоинформационно-

го обеспечения.

Например, при организации управления в кризисных ситуациях про-

мышленных объектов повышенного класса опасности – атомными элек-

трическими станциями – применяется все три вида геоинформационного

обеспечения.

82

В динамическом режиме организовывается постоянный космический

мониторинг состояния объекта и прилегающей территории. Сенсорные

съемочные системы, в том числе ГНСС, также обеспечивают контроль

геометрических характеристик объекта. Современные роботонизирован-

ные электронные тахеометры с ГЛОНАСС/GPS-модулем позволяют вести

мониторинг состояния объекта и улавливать самые незначительные изме-

нения его пространственных характеристик.

Прогнозные пространственно аналитические модели описывают раз-

личные сценарии развития кризисных ситуаций. При этом важным явля-

ется создание наиболее полного перечня вариантов развития ситуации и

прогноз их последствий. Для выполнения этих работ используются раз-

личные математические модели, аналитические данные о происходивших

ранее кризисных ситуациях. Как правило, созданные модели ранжируются

по вероятности возникновения, величине ущерба и т. д.

В качестве примера можно привести разработку модели затопления

территории города Новосибирска при сезонных сбросах воды гидроэлек-

тростанцией. Выполненное компьютерное имитационное моделирование

наглядно показывает зоны затопления при различных уровнях сброса во-

ды, а также позволяет выделить элементы рельефа, влияющие на затопле-

ние территории. В частности, на рис. П.4 представлена трехмерная модель

территории, подверженной затоплению, выделены элементы рельефа,

способствующие проникновению воды на исследуемую территорию. По

данной модели специалистами академии разработаны рекомендации по

защите данной территории от наводнения, а также дан прогноз относи-

тельно числа пострадавших при наводнении зданий и сооружений.

83

Рис. П.4. Цифровая модель пойменной зоны города Новосибирска,

подверженная сезонному затоплению

На основе созданных сценариев чрезвычайных ситуаций строится

третий вид геоинформационного обеспечения кризисного менеджмента –

статистические пространственно ситуационные модели. Эти модели носят

обобщающий характер и служат для оперативного управления кризисны-

ми ситуациями в момент их возникновения. В качестве примера можно

привести как самые простые ситуационные модели – планы эвакуации

людей из здания при пожаре, так и более сложные – планы эвакуации

населения из регионов, подверженных опасности затопления при крупных

авариях на гидротехнических сооружениях или при угрозе радиоактивно-

го заражения из-за аварии на атомных станциях. На рис. П.5 приведены

результаты компьютерного имитационного моделирования ситуации в го-

роде Новосибирске в случае прорыва плотины Новосибирской ГЭС из-за

военных действий или технической аварии. Проведенные исследования

показывают необходимость уточнения существующих эвакуационных

планов и их доработки вследствие изменения автодорожной сети города,

строительства новых жилых и общественных зданий, изменения характера

дневной миграции населения. В данном направлении исследований одним

из видов геоинформационного обеспечения, наряду с цифровыми моделя-

84

ми развития чрезвычайной ситуации, будут являться математические мо-

дели распределения населения на территории города.

Рис. П.5. Компьютерная имитационная модель катастрофического

затопления территории города Новосибирска

Сибирская государственная геодезическая академия по заказу ОАО

«Росэнергоатом» ведет разработку и создание обобщенных эвакуацион-

ных планов районов расположения десяти российских АЭС. Существен-

ным отличием подобных планов является их насыщенность тематически-

ми объектами. Для выполнения работ создана библиотека условных зна-

ков на основе требований к оформлению карт обстановки. Тематические

условные знаки имеют традиционное подразделение на точечные – пункт

радиационного контроля, станция обеззараживания техники и т. д.; ли-

нейные – маршруты эвакуации, рубежи ввода и т. д.; площадные – районы

эвакуации, зоны радиационного заражения и т. д.

85

Создание планов осуществляется на основе комплексного анализа,

единообразного оформления и представления плана эвакуации на единой

топографической основе 100-километровой зоны района расположения

АЭС (рис. П.6).

Рис. П.6. Фрагмент цифрового эвакуационного плана

района расположения АЭС

Особенностями данного плана являются:

– комбинированное представление тематических условных знаков и

цифровой топографической карты на едином плане территории;

– в качестве топографической подложки используется фрагмент циф-

ровой карты, ограниченный 100-километровой зоной вокруг АЭС. В дан-

ную зону могут попадать территории нескольких субъектов РФ. При

необходимости на карте показываются зарубежные территории;

– тематическая информация на эвакуационном плане наносится вся

без генерализации;

– кроме основного эвакуационного плана масштаба 1 : 100 000, в виде

карт-врезок показываются в более крупном масштабе промышленная зона

АЭС и населенный пункт, где располагается станция. Для создания карт-

врезок возможно использование космических снимков или аэрофотопла-

нов высокого разрешения.

В последнее время активно развиваются персональные навигацион-

ные средства пространственного позиционирования. В связи с этим вос-

требованным на рынке геоинформационного обеспечения управления

86

кризисными ситуациями является создание тематических навигационных

карт для служб Министерства чрезвычайных ситуаций [4]. Одним из та-

ких проектов является создание цифровой навигационной карты для по-

жарных частей с нанесением их дислокации, мест нахождения потенци-

ально опасных и социально-значимых объектов (рис. П.7).

Таким образом, современная геоинформатика служит полезным ин-

струментарием создания геоинформационного обеспечения для управле-

ния кризисными ситуациями (кризисного менеджмента). При этом она за-

имствует у традиционной картографии точность пространственного пред-

ставления объектов и требования к составу топографических карт и пла-

нов. Специализированные требования выдвигает Министерство чрезвы-

чайных ситуаций: специалистами в области кризисных ситуаций разра-

батываются требования к оформлению карт оперативной обстановки,

регламентируется тематическое наполнение специализированной базы

данных и т. п.

Рис. П.7. Фрагмент цифровой навигационной карты для пожарных частей

г. Новосибирска

Использование созданного геоинформационного обеспечения как в

аналоговом виде, так и в виде цифровой модели в различных электронных

приборах и системах обработки информации позволяет организовать опера-

тивное управление кризисными ситуациями и ликвидацию их последствий.

87

Приложение 3

Научно-производственная лаборатория «Дигитайзер» –

инновационная площадка СГГА

Научно-производственная лаборатория гео-

информационных исследований «Дигитайзер»

была основана в июне 2002 г. и вот уже 10 лет

является одной из основных инновационных

площадок академии. У истоков лаборатории сто-

яли: профессор, проректор академии по научной

и инновационной деятельности В.А. Середович,

являющийся до настоящего времени ее научным

руководителем, профессор В.К. Панкрушин, ру-

ководивший в то время лабораторией автомати-

зированных систем научных исследований в геодезии, доцент В.А. Калю-

жин, ныне заведующий кафедрой геодезии, и аспирант, ныне доцент ка-

федры кадастра, А.В. Дубровский, не покидающий до сих пор поста заве-

дующего этой лабораторией (рис. П.8).

Рис. П.8. Коллектив лаборатории «Дигитайзер», слева направо:

Ершов А.В. – инженер, Малыгина О.И. – инженер, к.т.н., зам. зав.

лабораторией, Дубровский А.В. – зав. лабораторией, к.т.н.,

Троценко Е.С. – инженер, аспирант, Никитин В.Н. – ведущий

инженер, к.т.н.

88

Прошло немало лет с момента организации и планирования начально-

го этапа деятельности лаборатории. Многое сыграло здесь свою роль: и

тематика НИР вуза, и работа Сибирского межрегионального кадастрового

бюро, активно осуществляющего учет и способствующего координации

НИР вузов Сибирских и Дальневосточных регионов, и работа ведущих

кафедр вуза в области геоинформатики и ее продвижения на сибирские

просторы.

В настоящее время основная тематика лаборатории связана с решени-

ем следующего спектра задач:

– разработка принципов создания геоинформационных систем учета

техногенной нагрузки на территорию природно-территориальных ком-

плексов на основе матричного метода оценки воздействия на окружаю-

щую среду хозяйственной деятельности человека;

– разработка принципов компьютерного моделирования генезиса тех-

ногенных природно-территориальных комплексов на основе использова-

ния современных геоинформационных технологий;

– разработка методик сбора, классификации и обработки геоинформа-

ционных данных о техногенных природно-территориальных комплексах;

– разработка технологии получения цифровых топографических карт,

комбинированных растрово-векторных моделей территории техногенных

природно-территориальных комплексов;

– разработка методики создания геоинформационного обеспечения

для повышении эффективности принятия управленческих решений, осу-

ществления инвентаризации объектов;

– создание научно-методических основ экологического геомонито-

ринга на территории техногенных природно-территориальных комплексов

дистанционными методами зондирования;

– разработка и апробация технологии построения геоинформацион-

ных систем крупных техногенных природно-территориальных комплексов

с интеграцией данных в Интернет.

Исследовательская деятельность лаборатории распространяется в

различные сферы современной геоинформатики: цифровое картографиро-

вание, спутниковую навигацию, информационное обеспечение кадастра и

мониторинга, прогнозирование и ликвидацию последствий чрезвычайных

89

ситуаций, создание геоинформационной основы территориальных систем

управления.

Коллективом лаборатории сформулированы и даны определения важ-

ных для современного территориального управления терминов и понятий:

техногенные природно-территориальные комплексы, автоматизированные

системы поддержки принятия управленческих систем, территориальные

информационные системы, геопространство чрезвычайных ситуаций и др.

В качестве крупных производственных проектов, выполненных лабо-

раторией в последние годы, можно выделить следующие: подготовку еди-

ного картографического материала для проведения Всероссийской пере-

писи населения в 2010 г.; создание и обновление навигационной карты на

территорию города Новосибирска и Новосибирской области для персо-

нальных навигационных приборов Garmin; проектирование комплекса за-

щитных гидротехнических мероприятий в пойменной зоне Советского и

Первомайского районов города Новосибирска; создание цифровых моде-

лей лесхозов Алтайского края, Кемеровской области, Новосибирской об-

ласти; проведение кадастровых и землеустроительных работ на место-

рождениях ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз»; разработку карто-

графического обеспечения для кризисного центра концерна ОАО «Рос-

энергоатом».

Важной частью деятельности лаборатории является участие в конкур-

сах и реализации проектов, связанных с проектами Правительства НСО.

Это, в первую очередь, исследования по разработке методических и тех-

нологических основ территориальной информационной системы Новоси-

бирской области; геоинформационное исследование показателей социаль-

ной комфортности населения города Новосибирска; разработка подсистем

геоинформационного мониторинга территории Новосибирского водохра-

нилища; исследования по оптимизации и созданию геоинформационной

основы транспортной сети города Новосибирска.

Научно-производственная деятельность лаборатории получила и дру-

гие высокие оценки со стороны специализированных ярмарок, выставок,

конгрессов и конкурсов. В активе лаборатории 3 медали Сибирской Яр-

марки, 7 дипломов и 3 свидетельства о выделении грантов на проведение

исследовательской работы.

90

С 2010 г. сотрудники лаборатории проводят учебно-методическую

конференцию «Электронный город – перспективы геоинформационного

будущего». Научно-производственные разработки лаборатории служат

наглядными примерами для студентов академии и слушателей ФПК, поз-

воляют более глубоко понять содержание и возможности геоинформатики

и других наук о Земле (рис. П.9).

Рис. П.9. Эксперты и призеры научно-практической конференции

«Электронный город – перспективы геоинформационного будущего»

В последние годы определилось сотрудничество НПЛ «Дигитайзер» с

дугими вузами города. Сотрудники лаборатории входят в состав двух

межвузовских исследовательских центров: центра геополитических ис-

следований (СИМОР) и лаборатории ГИС агропромышленного комплекса

(СибФТИ) РАСХН, активно сотрудничают с СУНАЦМПТС (СГГА), со-

трудники входят в состав экспертной группы при правительстве НСО по

решению задач геоинформационного обеспечения управления регионом.

Сотрудниками лаборатории подготовлено более 120 научных статей,

24 научно-исследовательских отчета, целый ряд докладов на конференци-

ях и семинарах различного уровня, 14 из них опубликовано в сборниках

материалов зарубежных конференций.

Основной упор в формировании коллектива лаборатории в настоящее

время делается на привлечение студентов, особенно для выполнения объ-

емных хоздоговорных работ. Практические навыки и новые знания, полу-

чаемые студентами, являются важным элементом в формировании их как

91

специалистов. Ежегодно в лаборатории не менее 15 студентов проходят

летние учебно-производственные практики. Около 25 студентов выпол-

няют дипломное проектирование по производственным материалам лабо-

ратории. Трое сотрудников лаборатории защитили кандидатские диссерта-

ции по практическим и теоретическим материалам научных исследований.

В 2012 г. коллектив НПЛ «Дигитайзер» был удостоен Золотой ме-

дали в номинации «Геоинформационные системы» выставки «Ин-

терэкспо-ГЕО-Сибирь» за широкое внедрение в производство цифровых

моделей, адресных планов, прогнозных карт на территории Новосибир-

ской области (рис. П.10).

Рис. П.10. Медаль выставки

Основными перспективными направлениями развития лаборатории

являются:

подготовка кандидатов и докторов наук, издание учебных пособий

и монографий;

развитие научных направлений, связанных с геоанализом и геомо-

делированием техногенных природно-территориальных комплексов в ас-

пектах их рациональной эксплуатации и предотвращения чрезвычайных

ситуаций;

формирование мощного исследовательского коллектива и инте-

грация во внутривузовские исследовательские коллективы, формирование

научного направления «Геоинформационное исследование техногенных

природно-территориальных комплексов».

92

В настоящее время руководством лаборатории избран курс на макси-

мальное вовлечение в производственный процесс студентов и дальнейшее

развитие творческого коллектива. Создаются условия, при которых сту-

денты и аспиранты имеют возможность пройти летние учебно-

производственные практики и стажировки с применением современных

приборов и технологий как на базе лаборатории, так и на предприятиях –

партнерах академии, в том числе в рамках выполняемых ею проектов,

подготовить по результатам этих работ выпускные квалификационные ра-

боты и продолжить исследования в аспирантуре. Подобный подход явля-

ется важным при формировании современного специалиста, способного

успешно решать производственные и научные задачи.

Десятилетний срок работы лаборатории – это небольшая веха в исто-

рии развития академии, однако, это показатель востребованности и пер-

спективности выбранного направления научных исследований и произ-

водственной деятельности. Термин «дигитайзер», как прибор, применяе-

мый на заре эры геоинформатики для оцифровки бумажных карт, в совре-

менном понимании приобретает глубокий смысл, объединяющий ком-

плексный подход к цифровому представлению в геоинформационной сре-

де разнородных пространственных данных. Объединение в одной лабора-

тории специалистов в области кадастра, геоинформатики, дистанционного

зондирования и геодезии позволило реализовать сложные инновационные

научно-технические проекты и оправдать выбранное название научно-

производственной лаборатории геоинформационных исследований «Ди-

гитайзер».

93

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / В.С. Шебша-

евич, П.П. Дмитриев, Н.В. Иванцев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио

и связь, 1993. – 408 с.

2. ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования / Под ред.

А.И. Перова, В.Н. Харисова. – 3-е изд., перераб. – М.: Радиотехника,

2005. – 688 с.

3. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС / Под

ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина. – 2-е изд. – М.: ИПРЖР,

1999. – 560 с.

4. Антонович К.М. Использование спутниковых радионавигационных

систем в геодезии. Т. 1. – М.: Картгеоцентр. – 2005. – 334 с.

5. Антонович К.М., Карпик А.П. Мониторинг объектов с применени-

ем GPS-технологий // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2004. –

№ 1. – С. 53–66.

6. ГЛОНАСС [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://ru.wikipedia.org/wik/ГЛОНАСС.

7. GARMIN [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://ru.wikipedia.org/wik/ГЛОНАСС.

8. Навигаторы российского производства [Электронный ресурс]. –

Режим доступа: http://www.alavto.ru/navigatory-rossijskogo-proizvodstva.

9. Указ Президента Российской Федерации от 17 мая 2007 г. № 638

«Об использовании глобальной навигационной спутниковой системы

ГЛОНАСС в интересах социально-экономического развития Российской

Федерации» [Электронный ресурс]. – Российская газета, режим доступа:

http://www.rg.ru/2007/05/23/glonass-dok.html.

10. ГОСТ Р 53606–2009 Глобальная навигационная спутниковая си-

стема «Методы и технологии выполнения геодезических и землеустрои-

тельных работ» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.complexdoc.ru/text/6-2009/1/.

11. Гладких В.М. Нормативно-техническое обеспечение проекта

«ЭРА-ГЛОНАСС» (состояние и направления совершенствования) [Элек-

тронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.gosbook.ru/node/43308.

94

12. Глобальная навигационная система. Федеральная целевая про-

грамма [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.programs-

gov.ru/26_1.php.

13. Дубровский А.В., Середович С.В. Цифровые навигационные кар-

ты в структуре РИПД // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар.

науч. конгресс, 10–20 апреля 2012 г., Новосибирск: Междунар. науч. конф.

«Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика приро-

допользования, землеустройство, управление недвижимостью»: сб. мате-

риалов в 4 т. Т. 3. – Новосибирск: СГГА, 2012. – С. 180–185.

14. Антонович К.М., Дубровский А.В. Современные направления ин-

формационного обеспечения кадастра для целей навигации // Геодезия и

аэрофотосъемка. – 2012. – № 2/1. – С. 174–178.

15. ООН. Шестнадцатая Региональная картографическая конференция

ООН для Азиатско-Тихоокеанского региона. Доклады конференции. –

Нью-Йорк, 2004.

16. Базовые пространственные данные территории [Электронный ре-

сурс]. – Режим доступа: http://www.gisa.ru/24906.html.

17. Дубровский А.В. Исследование геоинформационной основы для

создания системы навигации и управления на территории субъекта РФ //

Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2009. – № 6. – С. 96–102.

18. Кошкарев А.В. Геопортал как инструмент управления простран-

ственными данными и геосервисами // Пространственные данные. – 2008.

– № 1. – С. 12–14.

19. Обзор по стандартам ISO/TC 211 «Географическая информа-

ция/геоматика» (ISO/TC 211 geographic information/geomatics) [Электронный

ресурс]. – Режим доступа:

http://www.isotc211.org/Outreach/ISO_TC_211_Standards_Guide_Russian.pdf.

20. Вандышева Н.М., Тихонов В.В. Вопросы создания инфраструкту-

ры пространственных данных для решения задач государственного ка-

дастра недвижимости // Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации –

2009. № 2. – С. 4–8.

21. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 17 октяб-

ря 2009 г. № 1555-р г. Москва «О плане перехода на предоставление госу-

дарственных услуг и исполнение государственных функций в электронном

95

виде федеральными органами исполнительной власти» [Электронный ре-

сурс]. – Режим доступа: http://www.rg.ru/2010/09/21/gosuslugi-plan-dok.html.

22. Федеральный закон Российской Федерации от 24 июля 2007 г.

№ 221-ФЗ «О государственном кадастре недвижимости» [Электронный

ресурс]. – Режим доступа: http://www.rg.ru/2007/08/01/kadastr-doc.html.

23. Приказ Министерства экономического развития Российской Фе-

дерации (Минэкономразвития России) от 19 октября 2009 г. № 416 г.

Москва «Об установлении перечня видов и состава сведений кадастровых

карт» [Электронный ресурс]. – Режим доступа:

http://www.rg.ru/2009/12/17/kadastr-dok.html.

24. Проблемы ГИС-образования в России / И.К. Лурье, А.М. Берлянт,

Е.Г.Капралов// ГИС-Обозрение. – 1994. – № 2. – С. 52–53.

25. Симонов А.В. Геоинформационное образование в России: про-

блемы, направления и возможности развития // Информационный бюлле-

тень ГИС-Ассоциации. – 1996. – № 3. – С. 54–55.

26. Дубровский А.В. Геоинформационные технологии в обучении

специалистов СГГА // ГЕО-Сибирь-2008. Т. 2: Экономическое развитие

Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, земле-

устройство, лесоустройство, управление недвижимостью. Ч. 1: сб. матери-

алов IV Междунар. науч. конгр. «ГЕО-Сибирь-2008», 22–24 апр. 2008 г.,

Новосибирск. – Новосибирск: СГГА, 2008. – С. 180–182.

27. Абросимов А.В. Опыт Курганского ГУ по обучению современным

геоинформационным технологиям. – М: Издательский центр «Академия»,

2007. – 120 с.

28. Гайгул А.В. Обучение геоинформатике в колледже. – М: Изда-

тельский центр «Академия», 2007. – 160 с.

Учебное издание

Дубровский Алексей Викторович

ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ

СИСТЕМЫ:

УПРАВЛЕНИЕ И НАВИГАЦИЯ

Редактор Е.К. Деханова

Компьютерная верстка К.В. Ионко

Изд. лиц. ЛР № 020461 от 04.03.1997.

Подписано в печать 09.01.2013. Формат 60 84 1/16.

Усл. печ. л. 5,58. Тираж 130 экз. Заказ .

Гигиеническое заключение

№ 54.НК.05.953.П.000147.12.02 от 10.12.2002.

Редакционно-издательский отдел СГГА

630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 10.

Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА

630108, Новосибирск, 108, Плахотного, 8.