Сравнение геоинформационных систем для целей создания тематических карт

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сравнение геоинформационных систем для целей создания тематических карт

Кремлев О.И. Нижневартовский государственный университет

Аннотация

Рассматриваются возможности использования популярных ГИС Mapinfo и QGis с целью выполнения одинаковой задачи в геоэкологическом картографировании. Для примера будет проведена работа по созданию карты природоохранного зонирования территории.

Ключевые слова: картография, ГИС, тематическая карта.

The possibilities of using the popular GIS Mapinfo and QGis to meet the same challenges in geo-environmental mapping is considered. For example, efforts will be made to establish environmental zoning maps.

Keywords: cartography, GIS, thematic map.

Введение

Использование современных информационных технологий позволяет исследователям реагировать на быстрое развитие явлений, фиксируемых на тематических и специальных картах, и вносить необходимые изменения во избежание морального устаревания таких карт.

В качестве основного картографического источника была использована топографическая карта масштаба 1:200000, позволяющая осуществить в ГИС привязку растра к географическим координатам. Топографическая карта дает провести зонирование территории в крупном масштабе, с последующим привлечением других материалов, в целях дополнить итоговую карту показателями обоснования зонирования и большей информативности. Данные дистанционного зондирования в этом случае полезны для определения изменяющейся природной среды в результате строительства новых и расширения существующих техногенных объектов (промышленные зоны и линейные объекты), а также учета последствий пожаров, разливов нефти и т.п..

Цель: сравнить возможности, удобство, простоту функционала двух разных ГИС для выполнения идентичной работы.

Привязка растра к системе географических координат

Процесс привязки растра к системе координат наиболее упрощен, из-за наличия на топографической карте координатной сетки. Ввод координат осуществляется в различном формате, но например, QGis пересчитывает и записывает их в десятичном формате.

В QGis процесс привязки требует наличия подключенного модуля «привязка растров». Способ привязки основан на создании контрольных точек с известными координатами. Особенности: возможности трансформации (пересчета) в новую систему координат, возможность проверить точность привязки по сохраненному набору точек. В большинстве вариантов трансформации создается дополнительный файл формата tiff. В начале процесса привязки топографической карты требуется указать географическую систему координат Пулково 1942, затем, для правильного отображения, в свойствах проекта необходимо указать проекцию Гаусса-Крюгера и номер зоны. Аналогичные действия выполняются и для других систем координат.

У неопытного пользователя программы могут возникнуть некоторые проблемы с наполовину переведенным на русский язык интерфейсом (ver.2.10). Можно еще отметить, что руководство пользователя на официальном ресурсе имеет только частичный русский перевод [3].

В Mapinfo дополнительных установок не требуется, способ привязки немного проще, система координат и проекция указываются единожды, в начале работы, в остальном аналогичен QGis. Ввод координат осуществляется только в формате десятичных градусов.

Векторизация географической основы. Создание слоев

картографирование географический координата зонирование

Следующий важный этап - создание картографической основы для будущей тематической карты, то есть оцифровка растра с учетом требующейся подробности и точности географических объектов для поставленной задачи. В нашем случае, это отсутствие линий и точек рельефа и максимальная оцифровка гидрографической сети. Рельеф может быть учтен при проведении границ водосборов, на итоговую карту не наносится, линий направления поверхностного стока не требуется. Административные границы районов и населенные пункты тоже необходимы для исследования. Остальные площадные географические объекты достаточны наличием контуров или без таковых.

Сам процесс векторизации в ГИС практически не отличается, но есть несколько важных отличий. В отличие от Mapinfo в QGis во вновь создаваемых слоях предустанавливается тип рисуемых объектов: только точки, линии или полигоны, без возможности их совмещения. Некоторые специалисты, работающие в разных ГИС считают это неправильным, другие - что такая организация позволяет строго разделять свойства и назначение слоев («дисциплинирует» пользователя).

Наибольший дискомфорт в QGis вызывает отсутствие в параметрах программы «прилипания» по линии или полигону, а не по одной точке, что реализовано в Mapinfo, и позволяет при оцифровке более быстро и удобно совмещать соседние векторные объекты.

Нанесение сведений тематической составляющей карты

Для выполнения работы по природоохранному зонированию в ГИС требуется составление карты по методу формализованных оценок [1], а также определение антропогенной нагрузки на территорию, путем совмещения слоя подготовленной картографической основы с картами (слоями) линейных объектов (дороги, нефте - газопроводы, линии электропередач и т.п.) и объектов промышленности (карьеры, вырубки, лицензионные участки, кустовые площадки, нефтеперерабатывающие предприятия) с последующим нанесением «вручную» природоохранных зон. Даже карты плотности населения (расположения населенных пунктов) позволяют корректировать зоны в связи со степенью хозяйственного использования земель. Таким же способом наносятся территориально распределенные сведения о загрязненности поверхностных вод [2].

Процесс научного исследования и проведенной оценки территории (в т.ч. критериев) здесь не рассматривается.

Как в QGis, так и в Mapinfo, совмещение необходимых слоев, если они в растре, производится путем привязки к картографической основе и использования функции «прозрачности».

Перейдя непосредственно к созданию тематических слоев, в обоих ГИС мы сталкиваемся с недостаточностью стандартных наборов линий, штриховок и значков. QGis позволяет в свойствах слоя конструировать, создавая линии (заливки полигонов) встроенными инструментами, что при нагруженной различными внешними характеристиками карте, отнимает немало времени. Наборы встроенной библиотеки ограничены. В точечных слоях наличие символьных маркеров позволяет подобрать условные знаки, но их поиск вызывает затруднения среди массы шрифтов. Аналогично линиям, знаки тоже можно конструировать.

Алгоритмы оформления знаков, линий и подписей в QGIS вызывают ощущение перегруженности. Тем не менее, задача вполне выполнима.

В Mapinfo недостаток условных знаков, а также других возможностей программы восполняется подбором и установкой дополнительных утилит, наборов шрифтов и типов линий, что делается ГИС-специалистами индивидуально (вручную), в зависимости от выполняемых видов работ.

Копирование и вставка векторных объектов из одного проекта в другой в QGis и Mapinfo не отличается. Главное условие - привязка к одной системе координат. При обновлении и сохранении shape-файлов предыдущей версии QGis выдает предупреждение, что в новой они могут не открыться, тем не менее, между версиями 2.8 и 2.10 подобного замечено не было.

Оформление карты

Окончательное оформление тематической карты и легенды в Mapinfo может быть реализовано через функцию «создание отчета». Итоговый вид карты отчета ограничен рамкой карты в основном окне программы.

Наполнение легенды зависит от качества векторизации - разделение слоев, заполнение необходимых полей при создании таблиц и т.п.

В QGis оформление тематической карты производится через «создание макета». При сдвиге карты в основном окне изменений в окне макета не происходит до обновления «текущего охвата», что недоступно в Mapinfo.

Стоит отметить удобство использования, способность выводить на итоговую карту несколько изображений, множество оформительских функций, включая указатель «север-юг», масштабную линейку (реального масштаба тематической карты) и координатную сетку. В «отчете» Mapinfo практически все эти функции есть, хоть и реализованы по другому. Например, для построения координатной сетки необходимо заранее знать координаты углов рамки карты (в последних версиях не требуется). Для зарамочного оформления карты потребуется установка утилит (напр. Planshet), отсутствующих в базовом наборе программы. Необходимо добавить, что новые инструменты оформления (утилиты) постоянно реализуются с каждой последующей версией Mapinfo. Легенду возможно редактировать в окне макета (отчета) тематической карты произвольно.

Способы экспорта отчетов в изображения и расширения файлов в обоих ГИС практически одинаковы.

Внешне, возможно субъективно, простой и приятный интерфейс «макета» QGis выглядит удобнее. Для выполнения изначальной задачи векторизации растровой основы и создания тематической карты природоохранного зонирования территории, инструментов в обеих программах достаточно.

Совместимость двух ГИС

В программе QGis возможно пересохранение созданных векторных слоев из shape-файлов в файлы других расширений, в т.ч. gpx, sqlite, tab и др. В Mapinfo эти tab-файлы открываются в виде простых линий, полигонов и точек, без сохранения свойств и цвета объектов. Привязка к системе координат сохраняется. Функция может быть полезна для переноса из одной ГИС в другую площадных или линейных объектов, местонахождения точечных объектов.

В Mapinfo для этих целей имеется инструмент «универсальный транслятор», осуществляющий операции перевода векторных файлов из одного формата в другой. Причем как из tab-файла в shape-файл, так и наоборот.

Дополнительная полезная функция: обе программы способны без конвертации открывать файлы другой ГИС с отсутствием возможности редактирования (смещения, изменения размера, количества узлов) векторного слоя. Например, копирование границ природоохранных зон из одной ГИС в другую с изменением проекции.

Вывод

Существующие сегодня геоинформационные системы, как платные, так и с открытым кодом, позволяют выполнять практически любые исследования в геоэкологическом картографировании. Главное - понимание пользователя ГИС (исследователя) смысла рассматриваемой темы, поставленной задачи, и принятие им самостоятельного решения на выбор метода и программного обеспечения для выполнения работы.

Конечно, приходится учитывать корпоративные стандарты на информационные системы в организациях, участвующих в таких совместных работах, или для которых эти работы выполняются.

Литература

1. Кочуров Б. И. Геоэкологическое картографирование: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Б. И. Кочуров, Д. Ю. Шишкина, А. В. Антипова, С. К. Костовска; под ред. Б. И. Кочурова. - М.: Издательский центр «Академия», 2009. - 192 с.

2. Кремлев О. И. Природоохранное зонирование территории Сургутского района / О. И. Кремлев, Е. Н. Козелкова // Мир науки и инноваций. - 2015. - № 1(1). Том 10. - С. 19-23.

3. Руководство пользователя QGis [Электронный ресурс] URL: http://docs.qgis.org/2.8/ru/docs/user_manual/ (дата обращения 01.12.2015).

Размещено на Allbest.ru