положения прямоугольника. Отношение его ширины к высоте должно быть как можно больше. При таком способе надпись не может быть изогнута в соответствии с формой объекта. Наибольший вписанный прямоугольник может оказаться в неподходящей части полигона или слишком маленьким, и тогда придется размещать надпись вручную.

3. Надписи размещаются вдоль линейных объектов (реки, горизонтали) и каркасных линий, создаваемых процедурой скелетизации; такие возможности сейчас реализованы в популярных ГИС-пакетах.

На практике при размещении надписей в полигонах разной формы и размера используются комбинации правил. Для решения этой задачи появляются программные средства, называемые «экспертной системой». Такая экспертная система работает на основе сложного набора правил, заложенных в логической базе данных, а ее задача — воспроизвести сложный процесс принятия решений специалистом-картографом.

7.10. Новые направления и технологии геоинформационного картографирования

7.10.1. Оперативное картографирование и картографические анимации

Одним из быстро развивающихся направлений ГК стало оперативное картографирование, которое трактуется как создание и использование карт в реальном или близком к реальному масштабе времени с целью быстрого (своевременного) информирования пользователей и воздействия на ход процесса [Берлянт, 1996]. Оперативные карты предназначены не только для изучения динамики, но и для решения более широкого спектра задач, включая инвентаризацию объектов, предупреждение о неблагоприятных или опасных процессах, слежение за их развитием, составление рекомендаций и прогнозов, выбор вариантов контроля, стабилизацию или изменение хода процесса в самых разных сферах — от экологических ситуаций до политических событий.

Существуют оперативные карты двух типов: одни рассчитаны на долговременное последующее использование и анализ (например, карты итогов голосования избирателей), а другие — на кратковре-

менное применение для незамедлительной оценки какой-либо ситуации (например, карты стадий созревания сельскохозяйственных посевов).

Исходными данными для оперативного ГК служат материалы аэрокосмической съемки, непосредственные наблюдения и замеры, статистические данные, результаты опросов, переписей, референдумов, кадастровая информация.

Оперативность изготовления карт, технические возможности ГИС-технологий и потребность визуализации результатов мониторинга окружающей среды стали важными факторами развития методов геоинформационного картографирования динамики процессов или явлений. В традиционной картографии известно немало способов отображения динамики геосистем: использование стрелок, лент движения, показ изменений и т. п.

Теперь в ГК для отображения динамики используют еще два эффективных метода:

•создание анимационных изображений, движущихся (меняющихся) электронных карт, 3-мерных моделей и фотомоделей, картографических фильмов и т. п.;

•создание виртуальных изображений, позволяющих самому наблюдателю перемещаться над картой, снимком, фотомоделью, изменяя ракурс и угол зрения, имитируя «полет» над территорией (объектом) или их «облет».

Анимационное картографирование стало привычным инструментом исследования. Под анимацией здесь понимается последовательный показ статичных картографических изображений (кадров). Если изображения в соседних кадрах отличаются не сильно, а частота показа кадров составляет 15 кадров в секунду, то в силу особенностей зрения у человека создается иллюзия непрерывной смены изображения. Первоначально анимации применялись в задачах мониторинга и контроля быстро меняющихся процессов и явлений. Самый популярный пример — перемещение атмосферных фронтов, циклонов, антициклонов и зон осадков в ежедневных телевизионных прогнозах погоды. Появились примеры использования картографических анимаций для медленно протекающих явлений, таких как меандрирование рек. Многообразие задач, решаемых на основе анимационного моделирования, можно свести к четырем основным типам [Берлянт, Ушакова, 2000]:

•отображение динамических изменений геосистем или отдельных их компонентов;

•визуализация и осмотр модели геосистемы в разных перспективах и под разными ракурсами;

•показ движения реальных объектов (облаков, автомобилей, судов), что создает иллюзию реальности;

•привлечение внимания читателя (пользователя) к какомулибо примечательному объекту, опасному явлению, зоне риска и т. п.

Существуют разные методики создания анимационных изображений, но в ГИС-пакетах они пока представлены слабо. Для создания анимаций и виртуальных изображений чаще используют специализированные анимационные пакеты программ, содержащие наборы модулей дня создания самых разных вариантов и комбинаций анимаций (например, Macromedia Director).

Анимационный модуль разработан в ГИС «Черное море», созданной в рамках международной Программы по спасению уникальной акватории [ГИС «Черное море», 1999]. Работы по созданию программного обеспечения, проектированию и формированию ГИС, сбору, экспертизе и вводу картографических, литературных и архивных материалов были выполнены на кафедре картографии и геоинформатики географического факультета МГУ.

Основная часть базы данных ГИС «Черное море» состоит из цифровых моделей геополей на регулярной прямоугольной сетке и содержит около 2000 карт акватории и прилегающих районов суши. Эта ГИС включает две подсистемы.

Thematic Maps - объединяет все карты, включенные в ГИС, позволяет открывать их и запрашивать дополнительную информацию по каждой карте.

Map Analysis — объединяет аналитические модули, осуществляющие: а) оверлейные операции; б) корреляции; в) формирование и анализ динамических последовательностей (картографических анимаций).

Анимационный модуль позволяет производить визуальный анализ динамики развития таких климатических показателей, как осадки, ветры, температуры, гидрофизических, гидрохимических

и иных характеристик. Помимо этого обеспечивается возможность интерполяции отображаемого показателя на заданное число любого месяца. Предусмотрена также возможность остановки анимации на любом кадре и его распечатки.

7.10.2. Картография и Интернет

Интеграция ГИС в глобальные и корпоративные компьютерные сети все усиливается, развитие одной технологии влечет разработки в другой. В этот процесс втянуты также картография, дистанционное зондирование, глобальные системы позиционирования и примыкающие к ним отрасли знаний и технологии. Формируется особое

Одновременно организации, работающие в области ГИС, стали усиленно использовать Интернет для того, чтобы сделать геоинформацию, включающую цифровые снимки и карты, доступной для широкого круга профессионалов. Обилие геоизображений, обращающихся в Интернете, делает очевидным для многих специалистов возможность интеграции ГИС-технологий и высокоскоростных электронных сетей для создания и модернизации ГИС, баз данных и картографирования. Введены новыетермины «Веб-ГИС», «Интернет-ГИС», «Интернет-картографирование». На многочисленных сайтах в Интернете можно найти:

•карты и целые атласы, полученные сканированием печатных оригиналов;

•аэро- и космические снимки, в том числе в цифровом формате, пригодные для использования в ГИС;

•карты, атласы, трехмерные модели и др. геоизображения, созданные специально для Интернета.

•интерактивные геоизображения, составляемые и обновляемые по запросам пользователей;

Статичные карты и снимки наиболее привычны и многочисленны в электронной сети. Сегодня дешевле поместить подготовленную карту в Интернет, чем издать ее полиграфическим способом. По этой причине Интернет становится важным каналом картографической коммуникации, даже несмотря на то, что преобразование

3 2 6 Глава 7. Задачи и методы геоинформационного картографирования

карт в цифровую форму и последующее воспроизведение понижает их графическое качество.

В Интернете содержится множество анимаций самого разного вида: от простых электронных изображений, перемещающихся по экрану, до трехмерных пейзажных карт с меняющейся перспективой и панорам, моделирующих «облет» территории.

Благодаря Интернету сформировалось международное «сетевое» сообщество пользователей дистанционной информацией — космическими снимками, получаемыми разными съемочными системами. Многие из них распространяются свободно.

Большая часть карт в Интернете предназначена для поиска и получения актуальной справочной информации. Это карты погоды, городов, автодорог. Но все больше появляется карт и Интернетатласов, других геоизображений, ориентированных на профессиональные интересы пользователей.

По оценкам западных специалистов, в настоящее время интерактивный картографический сервис и пространственная (географическая) информация составляют значительную часть деятельности в области информационных технологий и общего перечня Интернетуслуг.

Производители программного обеспечения ГИС включают в ГИС-пакеты модули, обеспечивающие интеграцию ГИС- и WWW-технологий в режиме «клиент-сервер». W W W (World Wide Web) или Web-сервер — символ глобальной сети — обеспечивает

ставлении информации в формате HTML. При этом пользователь не задумывается, как организованы данные, как обрабатываются запросы и получаются ответы, в том числе адресованные к пространственным базам данных. Специальные программы Web-браузеры позволяют просматривать HTML-страницы. Наряду с применением методов Web-картографирования с применением картографических Интернет-серверов (Internet Map Sewer — IMS) правомерно говорить

онного картографирования в последнее время стали Google Earth и Google Map — бесплатные сервисы компании Google Inc. (США).

разработчика одноименной наиболее популярной машины поиска в Интернете, созданной компанией Keyhole, Inc. в 2004 г.

Google Earth позволяет визуализировать глобальную бесшовную мозаику аэро- и космических снимков (с разрешением не хуже 15 м, вплоть до 0,15 м на некоторые участки), строить трехмерные изображения (для ряда крупных городов), формировать пользовательские метки, вести поиск объектов по координатам, географическим названиям и адресам (для США и Канады) и многое др., используя клиентское приложение — загружаемый так называемый геобраузер с возможностями Веб-картографирования.

Google Map использует средства Веб-картографирования, позволяя визуализировать картографические данные, поставляемые компаниями Tele Atlas и NAVTEQ.

Программные средства Веб-картографирования. Возрастание потребности работы в Интернете с пространственными данными определило развитие программных средств Веб-картографирования. Его растровая технология не вызывала затруднений, поскольку размещение и пересылка растровых карт и других геоизображений осуществлялись стандартными Интернет-средствами (браузерами) с использованием форматов GIF или JPG [Интернет, 2003]. Эти технологии пригодны как для справочного, так и аналитического картографирования. Векторное картографирование требует больших усилий, временных затрат на пересылку и запрос карт, а также на создание специальных картографических браузеров (plug-in) для расширения имеющихся графических функций браузера. Однако векторный формат обладает преимуществами для интерактивной работы с картами: он позволяет менять в разумных пределах масштаб изображения и двигаться по нему, работать со слоями данных разного типа геометрии (включать и отключать их), выполнять координатные преобразования и менять оформление карт. Для векторного представления данных в Интернет пригодны форматы SVG и GML (последний специально разработан для кодирования географических данных).

Возможности Интернета привлекательны не только средствами поиска и публикации готовых карт, но и средствами интерактивной работы с ними с помощью функций геинформационных систем: манипулирования слоями цифровой карты, идентификации объектов, поиска объектов по запросам и т. п. Реализация таких

возможностей основана на новейших технологиях публикации баз данных в Интернете. Первоначально пользователю предлагается обобщенная (генерализованная) карта, по которой он может выбрать участок для последующей детализации, а также набор функций для поиска информации по атрибутивному признаку. Это может быть как список улиц, городов, так и поля для ввода критериев поиска нужных объектов. После ввода необходимых данных пользователь получает картографическое изображение объектов и всю присоединенную атрибутивную информацию.

Учитывая современные телекоммуникационные потребности, ряд ведущих фирм в области создания ГИС-пакетов разработали программные приложения для Веб-картографирования. К таким приложениям относятся разработки ESRI — ArcView Internet Map Server (IMS) и Map Objects IMS (для растрового картографирования) и ArcIMS (для растрового и векторного картографирования), а также Intergraph - GeoMedia Web Map и GeoMedia Web Enterprise (для векторного картографирования и пространственного анализа данных). Эти программные приложения поддерживают работу в архитектуре «клиент-сервер»: на удаленном ГИС-сервере устанавливается соответствующий ГИС-пакет и Веб-приложение, а пользователь (клиент) получает возможность работать с выбранным ГИС-пакетом по Интернету, создавая новые или редактируя старые карты.

Разработанные на кафедре картографии и геоинформатики программные средства способствовали размещению в Интернет ГИС «Черное море» как в растровом, так и в векторном форматах (www.blackseaweb.net, www.geogr.msu.ru/bsw).