Дайте определение компьютерной картографии с какого года получила свое развитие
Появление геопорталов тесно взаимосвязано с развитием сервисов глобальной сети Интернет. Поскольку геопорталы характеризуются относительно высокими требованиями к функциональным возможностям, интерактивному пользовательскому интерфейсу -- в первые годы существования Интернета их практически не было. Однако в настоящее время они появляются как грибы после дождя.
Предусмотренные предложенными веб-стандартами возможности размещения в Интернете растровых изображений с момента своего появления стали использоваться различными организациями и отдельными специалистами для публикации геоизображений -- карт и атласов, аэро- и космических снимков. Также начали применяться доступные интерактивные средства для их представления и обработки, анимации.
Уже в 1993-94 гг. формируется первое поколение картографических веб-приложений. Одним из первых среди них стал веб-сервис Xerox PARC Map Viewer, который позволил пользователям в интерактивном режиме отправлять запросы к серверу и получать фрагменты карт в растровом формате GIF. Сегодня принято считать, что именно это приложение и его функциональная концепция стала родоначальником большинства более поздних версий веб-гис.
В это же время впервые формулируется концепция геопортала – в рамках национальной инфраструктуры пространственных данных США (NSDI Clearinghouse Network), формирование которой началось с 1994 г. под руководством Федерального комитета по геоданным (Federal Geospatial Data Committee -- FGDC). Появляются первые электронные атласы и атласные информационные веб-системы (например, 1-я версия Национального атласа Канады), которые предоставляют средства управления параметрами картографических композиций, построения пространственных корреляций, запросов к географическим данным, и т.д.
Разделы картографии
История картографии в России
Российская карта мира 1707 года типографии В. О. Киприянова. С сайта Российской национальной библиотеки
Уже в допетровскую эпоху в России было известно искусство составления географических чертежей, что доказывает «Большой Чертеж», начавший составляться ещё в XVI веке (по-видимому, по приказу Ивана Грозного) и значительно пополненный в XVII веке, но который, к сожалению, до нас не дошёл (он имелся лишь в одном экземпляре); сохранился лишь комментарий к нему, «Книга Большому Чертежу». О старинных русских чертежах мы можем получить понятие из карты Сибири, составленной в 1667 г. по приказанию воеводы П. И. Годунова и копия с которой сохранилась в Стокгольмском государственном архиве, из сибирского чертежа Ремезова 1701 г. и из нескольких чертежей отдельных местностей конца XVII в., сохранившихся в русских архивах. Что касается «Большого Чертежа», то он послужил для составления карты, над которой трудился царевич Фёдор Борисович Годунов и на основании которой были изданы в 1612-14 гг. карты Массы и Герарда в Голландии. Эти карты были первыми сколько-нибудь удовлетворительными генеральными картами России, хотя попытки к составлению таковых делались на Западе и ранее: известна, например, карта Бернардо Агнезе 1525 г. сохранившаяся в венецианском архиве и основанная на расспросных сведениях; карта Вида и особенно карта Герберштейна, который мог пользоваться отчасти и русским чертежом или, по крайней мере, русскими дорожниками. Некоторые добавления к картографическим сведениям о России, особенно Сибири, были сделаны в 18 ст. — Витзеном и Штраленбергом, но со времён Петра I начинается и история правильной русской картографии. Пётр I, интересуясь географией, посылал для съёмок геодезистов (Кожин, Никита) и морских офицеров и выписал из-за границы для издания карт граверов Шхонебека и Пикара. Картографические материалы в его время собирались в Сенат, секретарь которого И. Кирилов был большой любитель географии; благодаря ему был издан первый русский географический атлас из 19 карт, в 1745 г. Позже составление и издание карт перешло в Академию наук, которой при Екатерине II был издан более подробный атлас (в котором до 70 пунктов уже было определено астрономически). Множество картографических данных было собрано в эпоху Екатерины II путешественниками-академиками, а также благодаря начатому в это же время генеральному межеванию. При Павле I составление карт перешло в военное ведомство и при Александре I приурочено к Главному штабу, при котором в 1822 г. был учреждён корпус военных топографов. К эпохе Александра I относятся первые триангуляции в России, исполнявшиеся сперва под руководством генерала Теннера, затем генерала Шуберта. После основания Пулковской обсерватории, при Николае I, геодезия и картография в России сделали значительные успехи и заявили себя такими крупными работами, как измерение (под руководством Струве) дуги меридиана от Лапландии до устьев Дуная и составление (с 1846 г.) 3-хверстной топографической карты западных губерний. При Александре II листы этой карты стали поступать и в продажу, и в то же время была издана 10-верстная карта Европейской России, также ряд карт по Азиатской России (Кавказу, Средней Азии), многие специальные карты и т. д. ; с этого же времени возникла у нас и частная картографическая деятельность.
Начало цифровой картографии можно отсчитывать от одна тысяча девятьсот пятьдесят седьмого года. В этом году в Массачусетском технологическом институте (США) была изготовлена первая цифровая модель рельефа и местности карты, которую использовали в дальнейшем для проектирования автомобильных дорог. Это свидетельствует о том, что в картографии с середины двадцатого века начали развитие новые технологические картосоставительские и картоиздательские процессы и методы, которые усовершенствуются до настоящего времени. Основными направлениями и тенденциями совершенствования в них можно выделить:
- технологические (электронные) методы создания карт;
- цифровые способы организации банков и баз данных;
- технологии геоинформационного картографирования;
- формирование карт в компьютерных сетях;
- разработки виртуального картографирования.
Для более эффективного применения научно-технологических процессов развития картографии требуется наиболее быстрая доставка созданных ею продуктов до конечного пользователя. Тогда они будут оперативно использованы потребителями для решения ставящихся ими конкретных задач. В современных реалиях все научно-производственные отрасли, в том числе и цифровая картография, ориентируются на удовлетворение таких запросов и потребностей общества. Таким образом, с помощью цифровых технологий картография превращается из познавательных и просто средств ориентирования в математический инструментарий и методы проектирования, организации, управления и планирования. Уже очевидно, что технический прогресс повлиял на способы использования карт, из которых выделим следующие:
- методы коммуникации;
- пространственной информации;
- системного принятия решений.
Содержание
Развитие отечественной картографии
Свою особую историю имеет русская картография. Первая сводная карта Руси была составлена еще в начале ХVI в.
В 1701 году Петром I была открыта первая школа русских геодезистов. В 1745 году выпущен «Атлас Российской империи». Он содержал 20 карт, в том числе генеральную карту всей России и карты ее частей. В середине ХVII в. Географический департамент возглавил М.В. Ломоносов, который значительно улучшил постановку картографических работ.
В ХIХ в. большое значение приобрели тематические карты. Были созданы климатические, почвенные, геологические, экономические и другие карты. Например, в развитии почвенного картографирования огромную роль сыграли работы В.В. Докучаева.
К концу ХIХ – началу ХХ в. развитию картографии способствовал технический прогресс. Особенно большую роль в создании крупномасштабных карт сыграло применение аэрофотосъемки.
В 1919 году был подписан декрет об организации Высшего геодезического управления, переименованного в дальнейшем в Главное управление геодезии и картографии. В 20-х годах в некоторых вузах впервые была открыта картографическая специальность и был организован Центральный научно-исследовательский институт геодезии и картографии (ЦНИИГиК).
Перед войной были выпущены новые стенные школьные карты, школьные атласы. Во время Великой Отечественной войны основная задача советской картографии, в особенности военно-топографической службы, состояла в обеспечении Советских войск всеми необходимыми картами.
В середине 50-х годов картографирование в масштабе 1:100 000 было закончено на всей территории страны. Создавались комплексные атласы республик, краев и областей СССР. Велась работа над созданием школьных карт и атласов. В 80-х годах было завершено изготовление топографической карты в масштабе 1:25 000 на всю территорию СССР. К настоящему времени по всем основным курсам школьных программ по географии и истории созданы атласы и стенные карты, которые периодически переиздаются с необходимыми исправлениями.
Содержание
Составление и оформление карт
Составление и оформление карт — область картографии, область технического дизайна, изучающая наиболее адекватные способы отображения картографической информации. Эта область картографии тесно взаимосвязана с психологией восприятия, семиотикой, и т. п. гуманитарными аспектами.
Поскольку на картах отображается информация, относящаяся к самым различным наукам, выделяют также такие разделы картографии как историческая картография, геологическая картография, экономическая картография, почвоведческая картография и т. д. Эти разделы относятся к картографии лишь как к методу, по содержанию они относятся к соответствующим наукам.
Преимущества цифровой картографии
Сравнивая все предыдущие и настоящие возможности различных способов построения карт, включая экономическую составляющую рыночной эффективности, можно выделить следующие преимущества цифровой картографии:
- передача точной информации об объекте, практически исключающая возможность получения ошибок, в связи с использованием в расчетах компьютерной автоматизации;
- быстрота обработки и получения итогового результата с более высокой производительностью труда;
- более экономичный способ создания карт с меньшими затратами труда;
- возможность и удобство, как редактирования, так и периодического обновления карт на той же математической и геодезической основе.
Следует также отметить, что цифровая картография все больше занимает места в мировом информационном потоке, проникает в различные сферы интересной современной жизни планеты и завоевывает значительные слои пользователей своей продукции, создавая тем самым повышенный спрос. Такая ситуация происходит по мере развития:
- новых (компьютерных) технологий картографических и геоинформационных систем;
- новых (космических) методов геодезического пространственного позиционирования и определения расположения всех объектов;
- совершенствование е составления карт, повышающих точность и скорость осваивания новых востребованных картографических продуктов.
Древнегреческая эпоха
Самые древние греки, например, философы милетской школы (примерно VI век до н. э.) считали Землю диском, или четырёхугольником. Однако, они уже сомневались в этом, например, философ из той же школы Анаксимандр, считал Землю цилиндром.
Однако, уже в IV веке до н. э. начало утверждаться учение о шарообразности Земли. Уже тогда появилось первые понятия о климатических зонах, а следовательно, и географической широте. Примерно в 250 году до н. э. Эратосфен определил с помощью геометрических построений радиус Земли с ошибкой не больше 15 %. Он же ввёл линии широты и долготы на картах. Однако, на картах Эратосфена линии широты и долготы не были сколь-либо равноотстоящими — расстояние между ними варьировалось, для наиболее удобной передачи известных ему пунктов.
Древнегреческая методика определения широты — по максимальной высоте Солнца над горизонтом.
Гиппарх развил учение о широте и долготе и разработал первые картографические проекции. На основании сведений и методики Гиппарха, Клавдий Птолемей составил обширный справочник по координатам различных точек и учебник по составлению карт. Карты Птолемея до нас не дошли, однако их можно восстановить по данным его справочника и методикам. Среди историков картографии существует также точка зрения, согласно которой сам Птолемей не составлял карт, а это сделали по его материалам только византийцы в XIII-XIV веках (данный картографический материал через век был усвоен и развит западноевропейским Возрождением).
Труды Птолемея были вершиной древнегреческого картографического знания. После этого сведения лишь обобщались, а в последующие эпохи картографическое знание пришло в упадок.
Разделы картографии
Эпоха Возрождения и Новое время
В середине XIV века началась эпоха Великих географических открытий. Из-за этого обострился и интерес к картографии. Важные достижения картографии доколумбовского периода — карта фра Мауро (1459 года, эта карта, в некотором смысле придерживалась концепции плоской Земли) и «Земное яблоко» — первый глобус, составленный немецким географом Мартином Бехаймом.
После открытия Америки Колумбом в 1492 году в картографии новые успехи — появился целый новый континент для исследования и изображения. Очертания американского континента стали ясны уже к 1530-м годам.
Весьма помогло развитию картографического дела изобретение книгопечатания.
Детализированные трехмерные макеты (сохранилось очень мало археологических находок) и рисованные планы (не сохранились; только упоминаются) местностей — карты — широко применялись в Империи Инков в XV-XVI веках на основе системы направляющих секе [2] [3] , выходящих из столицы Куско. Измерение расстояний и площадей производилось с помощью универсальной единицы измерения — тупу.
Следующая революция в картографии — создание Герхардтом Меркатором и Абрагамом Ортелиусом первых атласов Земного шара. При этом Меркатору пришлось создать картографию как науку: он разработал теорию картографических проекций и систему обозначений. Атлас Ортелиуса под названием Theatrum Orbis Terrarum был напечатан в 1570 году, полностью атлас Меркатора был напечатан только после его смерти.
Увеличению точности карт содействуют более точные способы определения широт и долгот, открытие Снеллиусом в 1615 году способа триангуляции и усовершенствование инструментов — геодезических, астрономических и часов (хронометров).
Хотя некоторые довольно удачные попытки составления больших карт (Германии, Швейцарии и т. д. ) были сделаны ещё в конце XIV и в XVII веках, однако только в XVIII в. мы видим большой успех в этом отношении, а также существенное расширение более точных картографических сведений по отношению к Вост. и Сев. Азии, Австралии, Сев. Америке и т. д.
Важное техническое достижение XVIII века — разработка способов измерения высот над уровнем моря и способов изображения высот на картах. Таким образом, появилась возможность снимать топографические карты. Первые топографические карты были сняты в XVIII веке во Франции.
История картографии в России
Российская карта мира 1707 года типографии В. О. Киприянова. С сайта Российской национальной библиотеки
Уже в допетровскую эпоху в России было известно искусство составления географических чертежей, что доказывает «Большой Чертеж», начавший составляться ещё в XVI веке (по-видимому, по приказу Ивана Грозного) и значительно пополненный в XVII веке, но который до нас не дошёл (он имелся лишь в одном экземпляре); сохранился лишь комментарий к нему, «Книга Большому Чертежу». О старинных русских чертежах мы можем получить понятие из карты Сибири, составленной в 1667 году по приказанию воеводы П. И. Годунова (копия этой карты сохранилась в Стокгольмском государственном архиве), из сибирского чертежа Ремезова 1701 года и из нескольких чертежей отдельных местностей конца XVII в., сохранившихся в русских архивах. Что касается «Большого Чертежа», то он послужил для составления карты, над которой трудился царевич Фёдор Борисович Годунов и на основании которой были изданы в 1612-14 гг. карты Массы и Герарда в Голландии. Эти карты были первыми сколько-нибудь удовлетворительными генеральными картами России, хотя попытки к составлению таковых делались на Западе и ранее: известна, например, карта Бернардо Агнезе 1525 года, сохранившаяся в венецианском архиве и основанная на расспросных сведениях; карта Вида и особенно карта Герберштейна, который мог пользоваться отчасти и русским чертежом или, по крайней мере, русскими дорожниками.
Некоторые добавления к картографическим сведениям о России, особенно Сибири, были сделаны в XVIII веке — Витзеном и Штраленбергом но со времён Петра I начинается и история правильной русской картографии. Пётр I, интересуясь географией, посылал для съёмок геодезистов (Никиту Кожина и других) и морских офицеров и выписал из-за границы для издания карт граверов Шхонебека и Пикара. Картографические материалы в его время собирались в Сенат, секретарь которого Иван Кирилов был большой любитель географии; благодаря ему был издан первый русский географический атлас из 19 карт, в 1745 г.
Позже составление и издание карт перешло в Академию наук, которой при Екатерине II был издан более подробный атлас (в котором до 70 пунктов уже было определено астрономически). Множество картографических данных было собрано в эпоху Екатерины II путешественниками-академиками, а также благодаря начатому в это же время генеральному межеванию.
При Павле I составление карт перешло в военное ведомство и при Александре I приурочено к Главному штабу, при котором в 1822 г. был учреждён корпус военных топографов. К эпохе Александра I относятся первые триангуляции в России, исполнявшиеся сперва под руководством генерала Теннера, затем генерала Шуберта.
После основания Пулковской обсерватории, при Николае I, геодезия и картография в России сделали значительные успехи и заявили о себе такими крупными работами как измерение (под руководством Струве) дуги меридиана от Лапландии до устьев Дуная и составление (с 1846 г.) 3-хверстной топографической карты западных губерний. При Александре II листы этой карты стали поступать и в продажу, и в то же время была издана 10-верстная карта Европейской России, также ряд карт по Азиатской России (Кавказу, Средней Азии), многие специальные карты и т. д. ; с этого же времени возникла в России и частная картографическая деятельность.
Картогра́фия — наука об исследовании, моделировании и отображении пространственного расположения, сочетания и взаимосвязи объектов и явлений природы и общества. В более широкой трактовке картография включает технологию и производственную деятельность.
Объектами картографии являются Земля, небесные тела, звёздное небо и Вселенная. Наиболее популярными плодами картографии (понятными большинству людей) являются образно-знаковые модели пространства в виде: плоских карт, рельефных и объёмных карт, глобусов. Они могут быть представлены на твёрдых, плоских или объёмных материалах (бумага, пластик) или в виде изображения на видеомониторе.
История картографии
Эпоха Возрождения и Новое время
В середине XIV века началась эпоха Великих географических открытий. Из-за этого обострился и интерес к картографии. Важные достижения картографии доколумбовского периода — карта фра Мауро (1459 года, эта карта, в некотором смысле придерживалась концепции плоской Земли) и первый глобус, составленный немецким географом Мартином Бехаймом.
После открытия Америки Колумбом в 1492 году в картографии новые успехи — появился целый новый континент для исследования и изображения. Очертания американского континента стали ясны уже к 1530-м годам.
Весьма помогло развитию картографического дела изобретение книгопечатания.
Следующая революция в картографии — создание Герхардтом Меркатором и Абрагамом Ортелиусом первых атласов Земного шара. При этом Меркатору пришлось создать картографию как науку: он разработал теорию картографических проекций и систему обозначений. Атлас Ортелиуса под названием Theatrum Orbis Terrarum был напечатан в 1570 году, полностью атлас Меркатора был напечатан только после его смерти.
Увеличению точности карт содействуют более точные способы определения широт и долгот, открытие Снеллиусом в 1615 году способа триангуляции и усовершенствование инструментов — геодезических, астрономических и часов (хронометров).
Хотя некоторые довольно удачные попытки составления больших карт (Германии, Швейцарии и т. д. ) были сделаны ещё в конце XIV и в XVII веках, однако только в XVIII в. мы видим большой успех в этом отношении, а также существенное расширение более точных картографических сведений по отношению к Вост. и Сев. Азии, Австралии, Сев. Америке и т. д.
Важное техническое достижение XVIII века — разработка способов измерения высот над уровнем моря и способов изображения высот на картах. Таким образом, появилась возможность снимать топографические карты. Первые топографические карты были сняты в XVIII веке во Франции.
История картографии
Разделы картографии
Развитие зарубежной картографии
Первые картографические рисунки появились в первобытном обществе раньше, чем письменность.
Самая древняя из сохранившихся карт найдена к северу от Вавилона и датируется примерно 2200 годом до н.э. На ней изображена река, протекающая в горах, и образующая дельту при впадении в море.
Греческие ученые первыми доказали шарообразность Земли (Аристотель, IV в. до н.э.) и вычислили ее размеры (Эратосфен, III в. до н.э.). Гиппарх(II в. до н.э.) предложил строить карты по сети параллелей и меридианов, определяя широту и долготу пунктов в градусной мере по данным астрономических наблюдений.
Римский математик, астроном и картограф Клавдий Птолемей (I-II в. н.э.) создал 8 книг, в которых описал математические способы построения карт (в том числе коническую проекцию), указал координаты многих пунктов. Он сам составил 90 карт.
В IV в. н.э. в Римской империи широко применялись дорожные карты, составлявшиеся с чисто практическими целями – для ориентирования при передвижении на дорогах.
В эпоху средневековья (V-ХVII в.в.) типичными картографическими произведениями являются так называемые монастырские карты, составляемые при монастырях и служившие иллюстрациями к религиозным сочинениям. На таких картах в центре помещался Иерусалим, на востоке – рай. Шарообразность земли отвергалась.
В конце ХIII – начале ХIV в. благодаря развитию торговли и мореплавания появились портоланы – карты, служившие мореплавателям для ориентирования.
В истории географической карты большую роль сыграло изобретение в ХV в. книгопечатания.
Один из первых глобусов был изобретен немецким картографом М. Бехаймом в 1492 году.
Большой вклад в развитие картографии внес Меркатор в ХVI в. Он занимался изготовлением астрономических инструментов и глобусов, съемкой местности, составлением, гравированием и изданием карт. Он разработал ряд картографических проекций, в том числе получившую широкое применение равноугольную цилиндрическую проекцию Меркатора.
Цифровая картография
Относительно недавно появилась цифровая (компьютерная) картография, занимающаяся компьютерной обработкой картографических данных. Цифровая картография является не столько самостоятельным разделом картографии, сколько её инструментом, обусловленным современным уровнем развития технологии. Например, не отменяя способов пересчёта координат при отображении поверхности Земли на плоскости (изучается таким фундаментальным разделом, как Математическая картография), цифровая картография изменила способы визуализации картографических произведений (изучаются разделом Составление и оформление карт).
Так, если раньше авторский оригинал карты чертился тушью, то на начало 2009 г. он вычерчивается на экране монитора компьютера. Для этого используют Автоматизированные картографические системы (АКС), созданные на базе специального класса программного обеспечения (ПО). Например, Intergraph MGE, , EasyTrace, Панорама и др.
При этом не следует путать АКС и Географические информационные системы (ГИС), т. к. их задачи различны. Однако, на практике один и тот же набор ПО является интегрированным пакетом, используемым для построения и АКС, и ГИС (яркие примеры — ArcGIS, GeoMedia и MGE).
Древнегреческая эпоха
Самые древние греки, например, философы милетской школы (примерно VI век до н. э.) считали Землю диском, или четырёхугольником. Однако, они уже сомневались в этом, например, философ из той же школы Анаксимандр, считал Землю цилиндром.
Однако, уже в IV веке до н. э. начало утверждаться учение о шарообразности Земли. Уже тогда появились первые понятия о климатических зонах, а следовательно, и географической широте. Примерно в 250 году до н. э. Эратосфен определил с помощью геометрических построений радиус Земли с ошибкой не больше 15 %. Он же ввёл линии широты и долготы на картах [источник не указан 98 дней] (по другим сведениям, понятия широты и долготы были впервые упомянуты в "Географии" Птолемея [1] ). Однако, на картах Эратосфена линии широты и долготы не были сколь-либо равноотстоящими — расстояние между ними варьировалось, для наиболее удобной передачи известных ему пунктов.
Древнегреческая методика определения широты — по максимальной высоте Солнца над горизонтом.
Гиппарх развил учение о широте и долготе и разработал первые картографические проекции. На основании сведений и методики Гиппарха, Клавдий Птолемей составил обширный справочник по координатам различных точек и учебник по составлению карт. Карты Птолемея до нас не дошли, однако их можно восстановить по данным его справочника и методикам. Среди историков картографии существует также точка зрения, согласно которой сам Птолемей не составлял карт, а это сделали по его материалам только византийцы в XIII-XIV веках (данный картографический материал через век был усвоен и развит западноевропейским Возрождением).
Труды Птолемея были вершиной древнегреческого картографического знания. После этого сведения лишь обобщались, а в последующие эпохи картографическое знание пришло в упадок.
Производственные процессы цифровой картографии
Цифровая картография сложный технологический продукт, который представляет картографическое производство, состоящее из следующих производственных процессов:
Картография — наука об отображении и познании природных и социально-экономических геосистем посредством карт как моделей. существует также как область техники и технологии создания и использования картографических произведений и как отрасль производства, выпускающего картографическую продукцию (карты, атласы, глобусы и др.). Развитие компьютеризации расширило представление о картографии, в её интересы входят также технологии создания электронных карт, баз и банков цифровой картографической информации.
Математическая картография
Математическая картография изучает способы отображения поверхности Земли на плоскости. Поскольку поверхность Земли (приблизительно сферическая, для описания которой часто пользуются понятием земного сфероида) имеет определенную, не равную бесконечности кривизну, её нельзя отобразить на плоскости с сохранением всех пространственных соотношений одновременно: углов между направлениями, расстояний и площадей. Можно сохранить только некоторые из этих соотношений. Важное понятие в математической картографии — картографическая проекция, - функция, задающая преобразование сфероидических координат точки (т.е., координат на земном сфероиде, выражающихся в угловой мере) в плоские прямоугольные координаты в той или иной картографической проекции (проще говоря, в лист карты, который можно разложить перед собой на поверхности стола). Другой значительный раздел математической картографии — картометрия, которая позволяет по данным карты измерять расстояния, углы и площади на реальной поверхности Земли.
Картоведение
Про геопорталы
Впервые концепция геопортала была сформулирована в рамках национальной инфраструктуры пространственных данных США (NSDI Clearinghouse Network), формирование которой началось с 1994 г. под руководством Федерального комитета по геоданным (Federal Geospatial Data Committee -- FGDC). Позднее, в 2003 г., в рамках инициативы «электронное правительство», был создан геопортал Geospatial One-Stop (GOS). В отличие от NSDI Clearinghouse Network, в основе геопортала GOS лежала централизованная база каталогов метаданных, которые связывают клиентов с поставщиками геоданных и геопродуктов. Пользователь GOS по своему усмотрению может использовать обычный веб-браузер (тонкий клиент) или работать с пространственными данными в режиме прямого доступа из ГИС (толстый клиент). В 2011 г. геопортал GOS стал составной частью проекта Data.gov -- новой инициативы администрации США в рамках концепции создания открытого правительства.
Национальные геопорталы как системообразующие элементы ИПД начали создаваться с середины 90-х. В частности, Discovery Portal ИПД Канады (CGDI) стартовал в 1996 г.; он выполняет ту же роль, что и GOS в США. Австралийский каталог пространственных данных ASDD создан в 1998 г., национальный Geo-Portal ИПД Испании IDEE открыт в 2004 г., геопортал ИПД Франции IFDG Geoportail -- в 2006 г.
В последние годы направление геоинформатики, связанное с созданием 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 проч. Сегодня практически все развитые страны Европы, Америки и Азии имеют национальные геопорталы ИПД. Обзор существующих геопорталов можно найти в серии публикаций, представленных в подразделе "Список цитируемых источников".
Национальная ИПД начинает формироваться и в России. В 2006 г. Правительством РФ принята «Концепция создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации», а в 2012 г. в Росреестре запущен в опытно-промышленную эксплуатацию Геопортал ИПД РФ. Как отмечают его создатели, важным шагом для законодательного обеспечения доступности пространственных данных в масштабах страны стало введение в мае 2012 года нового порядка публикации и получения пространственных данных (Приказ МЭР №706 и Постановление Правительства РФ от 5 мая 2012 года № 461). Согласно этому документу государственные структуры, создающие и использующие пространственные данные, должны предоставлять их в государственные картографо-геодезические фонды для последующей публикации. При этом должны будут действовать единые стандарты на такую информацию. Информация должна предоставляться в электронной форме: как XML-документ, отправленный по e-mail, или через веб-сервисы.
Картогра́фия — (от греческого χάρτης - «карта» и γράφειν – «рисовать») наука об исследовании, моделировании и отображении пространственного расположения, сочетания и взаимосвязи объектов и явлений природы и общества (географической оболочки Земли). В более широкой трактовке картография включает технологию и производственную деятельность.
Объектами картографии являются Земля, небесные тела, звёздное небо и Вселенная. Наиболее популярными плодами картографии (понятными большинству людей) являются образно-знаковые модели пространства в виде: плоских карт, рельефных и объёмных карт, глобусов. Они могут быть представлены на твёрдых, плоских или объёмных материалах (бумага, пластик) или в виде изображения на видеомониторе.
Картоведение
Картове́дение — раздел картографии; отрасль науки, техники и производства, что охватывает изучение, создание и использование картографических произведений, а также историю картографии.
Сущность цифровой картографии
Цифровую картографию можно представить в трех, а то и четырех содержательных формах:
- раздел картографической науки;
- производственной индустрии;
- новой технологии.
- инструмент визуализации изображений картографической продукции.
Прежде всего, как радел картографической науки, цифровая картография занимается исследованием и отображением пространственного местоположения различных объектов деятельности общества, всевозможных природных явлений, их цифрового моделирования и взаимосвязей.
С применением и использованием автоматизированных процессов изготовления, новых компьютерных технологий и разнообразного визуального ряда изображений цифровая картография пользуется особой популярностью, как у потребителей, так и специалистов. Изготовление картографической продукции, как индустриального производства, является многофункциональным технологическим процессом с применением современных технологий и имеющим спрос как электронного продукта.
Стоит вспомнить, каким образом ранее строились карты. Создавались целые штатные картографические группы и тематические партии, в услугах которых возникала производственная необходимость. Вся получаемая съемочная информация фиксировалась тушью на кальке или более плотной основе. Большая трудоёмкость, значительные временные затраты и скрупулезность во всем картосоставительском процессе делали процесс медленным. Сейчас все это заменяют компьютерные технологии, с возможностью более быстрого и точного исполнения проектов, удобства в обновлении и редактировании карт.
Современный период
Ориентировочно с 2005 г. начинается современный период картографических веб-систем. Примерно в это время появляются такие сервисы как Google Maps и Google Планеты Земля, картографические сервисы Microsoft, Yahoo, Яндекс, OpenStreetMap, и проч. Становятся публично доступными космические снимки высокого разрешения, навигационные сервисы, сведения о пробках на дорогах, и т.п. Появляются программное обеспечение и средства разработки, необходимые для создания подобных систем, а ставший авторитетной организацией OGC (Open Geospatial Consortium -- Открытый геопространственный консорциум, или Консорциум по открытым геопространственным данным) примерно к этому моменту времени заканчивает формирование набора базовых стандартов веб-картографии -- картографических веб-сервисов OGC.
Сейчас принято считать, что где-то в это же время, с 2005 г., начинается новый период Интернета -- «Веб 2.0». Термин «Веб 2.0» стал популярным в 2005 г. после публикации статьи Тима О'Рейли, в которой он увязал появление большого числа сайтов, объединенных некоторыми общими принципами, с общей тенденцией развития Интернет-сообщества, и назвал это явление «Веб 2.0», в противовес старому «Веб 1.0». Концепция Веб 2.0 «новой версии» Интернета предполагает использование следующих компонентов: веб-сервисы (платформонезависимые программы, доступ к которым осуществляется через HTTP, а обмен данными -- в формате формате XML или JSON), AJAX (подход к построению пользовательских интерфейсов), веб-синдикация (распространение информации через RSS или Atom), Mash-up (построение интерфейса пользователя на основе "смешивания" сторонних сервисов), Метки (популярные в блогах тэги категорий), социализация (персонализация, комментирование, блоги).
Сочетание нового поколения картографических веб-систем и сервисов с технологиями «Веб 2.0», появление нового класса мобильных устройств -- нетбуков и ультрабуков, смартфонов и планшетов -- привело к значительному росту разработок в данной области, интереса к ним со стороны потребителей.
Математическая картография
Математическая картография — раздел картографии, изучающий математические способы построения картографических проекций, их преобразований, методы изыскания проекций, способы и технические приёмы применения проекций на практике. К математической картографии также иногда относят весь комплекс вопросов, связанных с математическим обоснованием карт (компоновка карт, расчёт рамок и т. п.), а также способы и средства измерений на картах. Тесно связана с математикой, геодезией и другими дисциплинами.
Цифровая картография
Относительно недавно появилась цифровая (компьютерная) картография, занимающаяся компьютерной обработкой картографических данных. Цифровая картография является не столько самостоятельным разделом картографии, сколько её инструментом, обусловленным современным уровнем развития технологии. Например, не отменяя способов пересчёта координат при отображении поверхности Земли на плоскости (изучается таким фундаментальным разделом, как математическая картография), цифровая картография изменила способы визуализации картографических произведений (изучаются разделом «Составление и оформление карт»). Так, если раньше авторский оригинал карты чертился тушью, то на сегодняшний момент он вычерчивается на экране монитора компьютера. Для этого используют Автоматизированные картографические системы (АКС), созданные на базе специального класса программного обеспечения (ПО). Например, GeoMedia, Intergraph MGE, ESRI ArcGIS, EasyTrace, Панорама , Mapinfo и др. При этом не следует путать АКС и Географические информационные системы (ГИС), так как их задачи различны. Однако на практике один и тот же набор ПО является интегрированным пакетом, используемым для построения и АКС, и ГИС (яркие примеры — ArcGIS, GeoMedia и MGE).
Эпоха Средневековья
В раннем Средневековье картография пришла в упадок. Вопрос о форме Земли перестал быть важным для философии того времени, многие снова начали считать Землю плоской. Получили распространение так называемые Т и О карты, на которых поверхность Земли изображалась состоящей из дискообразной суши, окружённой океаном (буква О). Суша изображалась разделённой на три части Европу, Азию и Африку. Европу от Африки отделяло Средиземное море, Африку от Азии река Нил , а Европу от Азии река Дон (Tanais).
В то же время, традиции Птолемея во многом сохранялись арабскими учёными (вообще, греческая культура дошла до европейцев в основном благодаря арабам). Арабы усовершенствовали методы определения широты Птолемея, они научились использовать наблюдения звёзд вместо Солнца. Это повысило точность. Весьма подробную карту тогдашнего мира составил в 1154 году арабский географ и путешественник Аль-Идриси. Интересная особенность карты Идриси, как, впрочем, и других карт, составленных арабами — юг изображался сверху карты.
Некоторую революцию в европейской картографии устроило введение в пользование в конце XIII—начале XIV веков магнитного компаса. Появился новый тип карт — подробные компасные карты берегов портоланы (портуланы). Подробное изображение береговой линии на портоланах нередко совмещалось с простейшим делением на страны света Т и О карт. Первый дошедший до нас портолан датируется 1296 годом. Портоланы служили сугубо практическим целям, и как таковые мало заботились об учёте формы Земли.
Развитие картографии в конце XIX—начале XX веков
Лишь в конце XIX столетия стали производиться точные инструментальные съемки на больших пространствах и издаваться настоящие топографические карты различных государств в крупных масштабах. К началу XX столетия съёмка мелкомасштабных топографических карт большинства государств ещё не была закончена. Полностью задачу построения мелкомасштабной карты мира удалось решить только к середине XX века.
Цифровая картография
Относительно недавно появилась цифровая (компьютерная) картография, занимающаяся компьютерной обработкой картографических данных. Цифровая картография является не столько самостоятельным разделом картографии, сколько её инструментом, обусловленным современным уровнем развития технологии. Например, не отменяя способов пересчёта координат при отображении поверхности Земли на плоскости (изучается таким фундаментальным разделом, как Математическая картография), цифровая картография изменила способы визуализации картографических произведений (изучаются разделом Составление и оформление карт).
Так, если раньше авторский оригинал карты чертился тушью, то на сегодняшний момент он вычерчивается на экране монитора компьютера. Для этого используют Автоматизированные картографические системы (АКС), созданные на базе специального класса программного обеспечения (ПО). Например, GeoMedia, Intergraph MGE, ESRI ArcGIS, EasyTrace, Панорама , Mapinfo и др.
При этом не следует путать АКС и Географические информационные системы (ГИС), т. к. их задачи различны. Однако, на практике один и тот же набор ПО является интегрированным пакетом, используемым для построения и АКС, и ГИС (яркие примеры — ArcGIS, GeoMedia и MGE).
Период интенсивного развития
Следующие пять лет (1995-99 гг.) можно охарактеризовать как период становления, интенсивного развития. В эти годы формируется концепция веб-картографии и геоинформационных веб-систем, создаются соответствующие программно-технологические решения: открытые и коммерческие веб-ГИС, библиотеки программ и функций, пользовательские и программные интерфейсы. Среди них -- первые версии разработок MapGuide, Mapquest, Geomedia WebMap, UMN Mapserver, Terraserver USA, ESRI MapObjects Internet Map Server, и многие другие. Гиганты IT-индустрии, ведущие разработчики коммерческих профессиональных ГИС начинают уделять внимание технологиям веб-картографии; картографические веб-интерфейсы становятся популярными и доступными.
История картографии
Составление и оформление карт
Составление и оформление карт — область картографии, область технического дизайна, изучающая наиболее адекватные способы отображения картографической информации. Эта область картографии тесно взаимосвязана с психологией восприятия, семиотикой и тому подобными гуманитарными аспектами. Поскольку на картах отображается информация, относящаяся к самым различным наукам, выделяют также такие разделы картографии, как историческая картография, геологическая картография, экономическая картография, почвоведческая картография и другие. Эти разделы относятся к картографии лишь как к методу, по содержанию они относятся к соответствующим наукам.
Древнейшие карты
Картография появилась, вероятно, ещё до появления письменности в первобытном обществе. Об этом свидетельствует, например, то, что у народов, не имевших письменности в момент их открытия, имелись развитые картографические навыки. Путешественники, расспрашивавшие эскимосов северной Америки о расположении окрестных островов и берегов, получали от них сравнительно внятные описания, в виде карт, нарисованных на кусочках коры, на песке или на бумаге (если она была). Сохранились карты в форме наскальных рисунков в итальянской долине Камоника относящиеся к бронзовому веку.
Помимо наскальных изображений, до нас дошли древнеегипетские и -вавилонские карты, относящиеся к 3—1 тысячелетию до н. э., например Вавилонская карта мира.
Виды цифрового картографического производства
Цифровое картографическое производство для получения определенных результатов в современном своем виде занимается следующими производственными процессами:
- разработкой цифровых типовых карт и других, необходимых для этого картографических материалов в виде массивов информации всей совокупности объектов;
- созданием тематических карт с использованием уже имеющихся цифровых математической и картографической основ;
- ведение цифровых баз данных различной информации, в том числе границах государств;
- цифровое картографирование по спутниковым и аэрофотографическим снимкам;
- цифровое применение строительства топографических карт.
Древнейшие карты
Картография появилась, вероятно, ещё до появления письменности в первобытном обществе. Об этом свидетельствует, например, то, что у народов, не имевших письменности в момент их открытия, имелись развитые картографические навыки. Путешественники, расспрашивавшие эскимосов северной Америки о расположении окрестных островов и берегов, получали от них сравнительно внятные описания, в виде карт, нарисованных на кусочках коры, на песке или на бумаге (если она была). Сохранились карты в форме наскальных рисунков в итальянской долине Камоника относящиеся к бронзовому веку.
Помимо наскальных изображений, до нас дошли древнеегипетские и -вавилонские карты, относящиеся к 3—1 тысячелетию до н. э., например Вавилонская карта мира.
Эпоха Средневековья
В раннем Средневековье картография пришла в упадок. Вопрос о форме Земли перестал быть важным для философии того времени, многие снова начали считать Землю плоской. Получили распространение так называемые Т и О карты, на которых поверхность Земли изображалась состоящей из дискообразной суши, окружённой океаном (буква О). Суша изображалась разделённой на три части Европу, Азию и Африку. Европу от Африки отделяло Средиземное море (нижняя часть буквы Т), Африку от Азии река Нил (правая часть перекладины Т), а Европу от Азии река Дон (Tanais) (левая часть перекладины Т).
В то же время, традиции Птолемея во многом сохранялись арабскими учёными (вообще, греческая культура дошла до европейцев в основном благодаря арабам). Арабы усовершенствовали методы определения широты Птолемея, они научились использовать наблюдения звёзд вместо Солнца. Это повысило точность. Весьма подробную карту тогдашнего мира составил в 1154 году арабский географ и путешественник Аль-Идриси. Интересная особенность карты Идриси, как, впрочем, и других карт, составленных арабами — юг изображался сверху карты.
Некоторую революцию в европейской картографии устроило введение в пользование в конце XIII—начале XIV веков магнитного компаса. Появился новый тип карт — подробные компасные карты берегов портоланы (портуланы). Подробное изображение береговой линии на портоланах нередко совмещалось с простейшим делением на страны света Т и О карт. Первый дошедший до нас портолан датируется 1296 годом. Портоланы служили сугубо практическим целям, и как таковые мало заботились об учёте формы Земли.
Составление и оформление карт
Составление и оформление карт — область картографии, область технического дизайна, изучающая наиболее адекватные способы отображения картографической информации. Эта область картографии тесно взаимосвязана с психологией восприятия, семиотикой, и т. п. гуманитарными аспектами.
Поскольку на картах отображается информация, относящаяся к самым различным наукам, выделяют также такие разделы картографии как историческая картография, геологическая картография, экономическая картография, почвоведческая картография и т. д. Эти разделы относятся к картографии лишь как к методу, по содержанию они относятся к соответствующим наукам.
Развитие картографии в конце XIX—начале XX веков
Лишь в конце XIX столетия стали производиться точные инструментальные съёмки на больших пространствах и издаваться настоящие топографические карты различных государств в крупных масштабах. К началу XX столетия съёмка мелкомасштабных топографических карт большинства государств ещё не была закончена. Полностью задачу построения мелкомасштабной карты мира удалось решить только к середине XX века.
Содержание
Математическая картография
Математическая картография изучает способы отображения поверхности Земли на плоскости. Поскольку поверхность Земли (приблизительно сферическая) имеет конечную кривизну, её нельзя отобразить на плоскость с сохранением всех пространственных отношений одновременно: углов между направлениями, расстояний и площадей поверхностей. Можно сохранить только некоторые из этих соотношений. Важное понятие в математической картографии — картографическая проекция, то есть функция, задающая отображение географических координат точек на поверхности Земли на декартовы координаты на плоскости. Другой значительный раздел математической картографии — картометрия, которая позволяет по данным карты измерять расстояния, углы и площади на реальной поверхности Земли.
Читайте также: