§ 4. Формы отображения и передачи картографической информации

§ 4. Формы отображения и передачи картографической информации

Одной из проблем создания информационного обеспечения ГИС является проектирование форм отображения и передачи картографической информации и результатов пользовательских расчетов. Современные компьютеры обладают значительными техническими возможностями для отображения и передачи результатной картографической информации в виде, удобном для использования в процессе управления и обеспечивающем эффективность работы как человека, так и АСУ. Результаты расчетов, записанные на внешние носители, легко воспринимаются входными устройствами компьютеров других систем.

В зависимости от целей использования, картографическая информация может быть представлена в виде алфавитно-цифровой печати, графиков или графических изображений. Конкретная форма отображения определяется пользователем. Проектирование форм результатной картографической информации должно обеспечить эффективность работы человека, использующего информацию и результаты расчета при принятии управленческих решений и для обеспечения нормального хода технологического процесса на производстве, а также в автоматических системах управления различными устройствами.

В настоящее время наиболее массовой формой отображения картографической информации в ГИС является визуализация ее на средствах машинной графики. В последнее время с развитием АСУ различного назначения, в составе которых находятся ГИС, приобретает большое значение форма представления картографической информации для передачи по каналам коммуникационных сетей. И, наконец, не менее важной формой отображения и представления является форма, удобная для работы технических устройств, систем автоматического управления летательными аппаратами, судами, самоходными машинами и т. п.

Проектирование формы отображения при визуализации картографической информации в ГИС на средствах машинной графики осуществляется в несколько этапов.

Первая часть работы требует детального анализа всех характеристик и решаемых задач ГИС, для которой ведется проектирование. Целью такого анализа является, во-первых, выявление всех необходимых показателей ГИС (качественных и количественных показателей и по назначению) и, во-вторых, установление возможно более широкого круга задач, решаемых в автоматизированном режиме пользователями ГИС. Эта работа начинается уже во время изучения при проектировании самой ГИС, основная ее часть производится при анализе данных обследования. На стадии проектирования содержания, типов и форм носителей первичной и последующей картографической информации этот вопрос должен быть решен, так как состав исходных данных уже предопределит возможный перечень форм отображения.

При проведении анализа и выбора форм отображения необходимо учитывать: требования пользователя к составу отображаемой картографической информации; высокую наглядность изображений, учитывающую психофизические возможности пользователей; эксплуатационные возможности средств машинной графики для визуализации в требуемой форме; трудоемкость отображения и передачи; скорость отображения и передачи; сложность структуры подготовки отображения; массовость отображения и т. п.

Следующим этапом является разбивка всей совокупности отображаемых объектов картографической информации на отдельные группы в соответствии с принципами структурирования отображения, намеченными в процессе проектирования ГИС, и определение содержания визуализации.

Вопрос о последовательности визуализации объектов решается после того, как установлено, какие из них одинаково важны при отображении, какие объекты имеют большую информативность и т. п.

В процессе определения содержания при визуализации выявляются объекты, которые должны отображаться, исходя из основного назначения ГИС. Но не только назначение ГИС и требования потребителей должны учитываться при включении в визуализацию, большое значение имеет правильное использование результатов расчета пользовательских задач.

После установления круга картографических объектов и последовательности их визуализации решается вопрос о форме и способах визуализации этих объектов на средствах машинной графики.

В настоящее время существует несколько подходов к выбору формы визуализации картографических данных.

Первый подход основан на максимально возможном приближении формы визуализации к форме отображения на аналоговой (бумажной) карте. Для пользователя необходимо, чтобы цветовое и графическое оформление электронных карт предельно соответствовало условным знакам традиционных карт. В настоящее время средства машинной графики, в том числе графические дисплеи компьютеров, позволяют достичь практически абсолютного сходства с бумажной картой.

Второй подход имеет в основе своей такую форму визуализации, которая максимально приближается к содержанию решаемых задач в ГИС и при которой не ставится задача добиться максимального сходства отображения на технических средствах визуализации и аналоговой (бумажной) карте.

Существует также подход, при котором ставится задача представления картографических данных для последующей обработки на технических средствах, например, множительных устройствах, устройствах вывода на аналоговые носители и т. д.

Выбор способов визуализации картографической информации определяется спецификой функционирования самого средства машинной графики, требованиями скорости отображения, объемом отображаемой информации и другими требованиями пользователей ГИС.

Проектирование форм и способов визуализации определяется также и наличием в распоряжении существующих в системах разработки библиотек программ для получения картографического изображения. Если желательная форма изображения не подходит ни под одну из имеющихся в библиотеке форм, требуется тщательное индивидуальное программирование новой формы (знака). Простые формы и знаки, например, линии, программируются довольно легко. Однако гораздо сложнее правильно выбрать условные знаки сложной конфигурации, масштаб и дать подписи в нужных местах. Особенно сложно программирование воспроизведения картографических объектов со сложной топографической структурой, которые, как правило, чаще всего и составляют основу картографических данных.

При проектировании формы передачи картографической информации по коммуникационным сетям, сетям между АСУ в первую очередь обращается внимание на разработку такого формата, который удовлетворял бы требованиям и сетевого оборудования, и тех ГИС, которые соединены в единую геоинформационную сеть. Различные ГИС могут иметь и разное информационное картографическое обеспечение. Поэтому еще на этапе анализа выполняется согласование форматов ГИС и выработка формата обмена. При проектировании форматов обмена учитываются: объемы картографических данных, предназначенных для передачи; скорость передачи; степень надежности работы канала связи. Немаловажным требованием к форматам передачи является требование доступности принимаемой ГИС к передаваемым данным. Вместе с этим, при проектировании форм передачи необходимо уделить большое внимание помехозащищенности картографической информации и ее информационной безопасности.

Во многих ГИС обменный формат представляется в виде последовательности массивов цифровой информации, организованных в соответствии с функциональным назначением цифровых данных. Основной структурной единицей является сегмент данных. Основными компонентами обменного формата являются сегменты:

• начальной информации;

• каталога обмена;

• картографических данных;

• дополнительных данных (метаданных);

• словаря данных;

• контрольных данных.

Наличие первых двух сегментов в файлах обменного формата, как правило, является обязательным. Остальные сегменты и записи могут включаться в обменный формат при необходимости.