А.В. Рогачев Пространственные данные Федерального агенства геодезии и картографии
Федеральное агентство геодезии и картографии (до 2004 г. Федеральная служба геодезии и картографии России) является основным государственным ведомством, ответственным за создание и обеспечение потребителей достоверной и актуальной пространственной информацией о территории России в соответствии с Федеральным законом «О геодезии и картографии». Основным видом пространственных данных до настоящего времени остаются топографические карты различных масштабов (от 1:10 000 до 1:1 000 000), созданные и обновляемые в 20 80-е годы ХХ в.
Основой серии публикаций послужили материалы отчета ГИС-Ассоциации о выполнении НИОКР Минэкономразвития России «Разработка концепции формирования инфраструктуры пространственных данных как элемента общегосударственных информационных ресурсов».
Автор соответствующего раздела отчета А.В. Рогачев (ОАО «Центр инфраструктурных проектов»). Руководитель работ С.А. Миллер.
Правовая основа деятельности
Федеральное агентство геодезии и картографии (до 2004 г. Федеральная служба геодезии и картографии России) является основным государственным ведомством, ответственным за создание и обеспечение потребителей достоверной и актуальной пространственной информацией о территории России в соответствии с Федеральным законом «О геодезии и картографии». Основным видом пространственных данных до настоящего времени остаются топографические карты различных масштабов (от 1:10 000 до 1:1 000 000), созданные и обновляемые в 20 80-е годы ХХ в.
События последнего десятилетия привели к упадку отрасли, снижению объемов выполняемых работ, падению их качества, разрушению геодезической сети, старению фонда топографических карт. Ущерб частично компенсировался переходом к прогрессивным, цифровым методам создания и обработки геоданных.
Постановлением Правительства Российской Федерации от 3 мая 1994 г. № 418 были утверждены основные положения Федеральной целевой программы на 1991 1995 гг. и до 2000 г. «Прогрессивные технологии картографо-геодезического обеспечения Российской Федерации». В Программе предусматривалось создание единого государственного цифрового фонда картографической информации и индустрии цифровой геоинформации для обеспечения управления и нужд народного хозяйства, в том числе создание цифровых и электронных карт в масштабах 1:10 000 1:1 000 000 и банков данных этих карт, разработка геоинформационных систем различного назначения. Программа, в частности, предусматривала:
создание цифровых карт в масштабах 1:10 000 1:1 000 000 и на их основе федерального и региональных фондов этих карт на территорию Российской Федерации;
создание ГИС различного ранга и назначения, в том числе на первом этапе (1994 1995) ГИС органов государственного управления, ГИС государственных границ, ряда региональных ГИС, на втором этапе (1996 2000) муниципальных, территориальных и отраслевых ГИС.
Важным этапом развития геоинформатики в России стало Постановление Правительства Российской Федерации от 16 января 1995 г. № 40 «Об организации работ по созданию геоинформационной системы для органов государственной власти». Роскартографии поручались организация работ по созданию указанной ГИС и координация работ по созданию и использованию системы. Кроме того, на Роскартографию возлагались создание и дальнейшая поддержка информационного обеспечения ГИС. К разработке данной системы привлекались ФАПСИ, Гостехкомиссия России, Роскоминформ, Минэкономики России, Миннауки России с участием РАН и АТН, Минсвязи России, Госкомстата России, Минприроды России, Госкомимущества России, а также другие заинтересованные министерства и ведомства совместно с органами исполнительной власти субъектов Российской Федерации.
В 1993 г. в Роскартографии был разработан проект Республиканской программы цифрового картографирования Российской Федерации, в которой общие концепции геоинформационного обеспечения России детализированы и конкретизированы. В качестве основных целей Программы определены:
создание единого, постоянно обновляемого государственного цифрового фонда картографической информации многоаспектного использования;
создание индустрии разработок ГИС различного назначения как инструмента пользования картографическими фондами и решения прикладных народнохозяйственных задач;
создание администрации и технической службы ведения картографических баз и банков данных;
обеспечение заинтересованных потребителей, в первую очередь государственных органов, необходимой информацией.
Только некоторые из вышеназванных задач были выполнены. Главным достижением Роскартографии следует считать организацию производства цифровых карт. Работы по созданию цифровых карт начались в шести центрах геоинформации, расположенных в разных регионах страны, а также на ряде других предприятий службы.
При этом каждый центр геоинформации имел определенную зону ответственности на территории страны. Общее методическое руководство процессом возлагалось на Научно-техническое управление Роскартографии и Государственный научно-внедренческий центр геоинформационных систем и технологий (Госгисцентр), расположенный в Москве.
Следует отдать должное руководству ведомства, правильно и своевременно оценившему перспективы, открываемые при использовании цифровой формы представления геоинформации и сумевшему доказать необходимость развертывания работ по данной тематике.
Основные достижения
На протяжении десяти лет (1994 2003) предприятия Роскартографии достигли значительных успехов в области цифровой картографии. За этот период за счет финансирования из государственного бюджета было создано:
146 номенклатурных листов цифровых карт масштаба 1:1 000 000 (полное покрытие территории страны);
3498 номенклатурных листов цифровых карт масштаба 1:200 000 (полное покрытие территории страны);
более 30 тыс. номенклатурных листов цифровых карт масштаба 1:25 000 (отдельные густонаселенные регионы);
цифровые планы около 100 населенных пунктов масштабов 1:10 000 1:25 000.
Помимо этого, по заказу одного из ведомств велись широкомасштабные работы по созданию цифровых карт в масштабах 1:50 000 1:100 000 (всего изготовлено около 10 тыс. номенклатурных листов).
На предприятиях Роскартографии имеются геопространственные данные, созданные по заказам отдельных потребителей и в соответствии с их требованиями. Учет и использование подобной продукции затруднительны.
Используемые технологии
Основным источником информации для создания цифровой геопродукции стали традиционные (бумажные) топографические карты, содержание которых полностью переносилось в цифровую форму.
К сожалению, технические решения, принятые Роскартографией при организации производства цифровых карт, оказались неудачными. Главным просчетом стал выбор технологий производства морально устаревших, низкопроизводительных и не позволяющих выявить преимущества цифровой формы представления.
Первой технологий стала АРМ-Растр (разработчик НИИ ПМК, Нижний Новгород), опоздавшая с появлением лет на десять. Ее недостатки были несерьезными в 80-е годы, но в 1994 г. они должны были рассматриваться как дисквалифицирующие. Используемый технологией формат интегрального файла, с одной стороны, ненужно усложнен, с другой имеет ряд существенных ограничений. Правила цифрового описания, предусмотренные технологией, не позволяли получать полноценный выходной продукт, полностью удовлетворяющий современным требованиям по качеству. Помимо этого, правила цифрового описания характеризуются многочисленными неоднозначностями, что приводит к возникновению серьезных расхождений в цифровых картах, изготовленных разными центрами геоинформации.
Главным недостатком технологии (да и всей идеологии НИИ ПМК) является трактовка цифровой карты как модели карты традиционной, в результате чего приходилось включать в состав цифровой карты то, что ей совершенно не нужно особенности исходного картографического изображения. Основным соображением в пользу такого решения служила надежда на автоматизацию производства традиционных топографических карт, которые по-прежнему оставались главным видом продукции Роскартографии. Однако практика показала, что при обновлении подобных «цифровых копий» традиционных топографических карт требуется их интерактивное пересоставление, а сама цифровая продукция не может быть поставлена большинству заказчиков без доработки. Так что технологии семейства АРМ-Растр полностью изжили себя.
Теми же основными недостатками страдала и вторая технология, принятая Роскартографией, «Панорама» (КБ «Панорама»), по своим решениям также относящаяся к 80-м годам XX в. Ее «тяжелый» пользовательский интерфейс, низкая производительность, привязка к определенным видам продукции определяли низкую оценку как самой технологии, так и получаемым с ее помощью цифровым картам.
Если прибавить к этому технологию создания и обновления карт по космическим снимкам ЦФС, которая также всецело ориентировалась на традиционные карты со всеми вытекающими отсюда недостатками, становится ясно, что руководство отрасли, правильно определив основные направления развития отрасли, грубо ошиблось в выборе детальной концепции и технической политики.
К особо тяжелым последствиям для отечественной геоинформатики повлекло отсутствие единого информационного базиса производства цифровых карт. В каждой из технологий использовались свой классификатор (причем в АРМ-Растр он менялся неоднократно) и правила цифрового описания, которые не согласовывались с классификаторами и правилами цифрового описания других технологий.
Создание банка данных
Частично положение удалось исправить после создания центрального фонда цифровой картографической информации, задачами которого являются накопление, хранение цифровой картографической информации и выдача ее по запросам потребителей.
Хранимые в фонде цифровые карты должны являться информационной основой для разработки ГИС различного назначения, использоваться в качестве базы для создания специальных карт, иметь юридическую силу при решении вопросов о демаркации границ, налогообложении, охране среды и др., поэтому они должны быть унифицированы, отвечать самым строгим требованиям.
Хранимые в фонде цифровые карты должны поддерживаться на высоком уровне актуальности, что требует налаживания планомерных работ по обновлению цифровых карт.
Поэтому главной проблемой, поставленной перед Госгисцентром, стало создание единого банка геоданных. Эти данные были изготовлены по трем технологиям. В соответствии с этим работы, выполняемые при заложении номенклатурных листов цифровых топографических карт (ЦТК) в банк, сводились к следующим операциям:
перекодировка данных в единый формат хранения;
устранение различий в классификаторах;
программный контроль структуры и соблюдения формальных правил цифрового описания объектов;
интерактивный контроль и редактирование номенклатурных листов ЦТК для выявления и устранения содержательных ошибок;
сводка соседних номенклатурных листов ЦТК по рамке.
Задачу согласования классификаторов и правил цифрового описания удалось решить в результате внедрения Госгисцентром в инициативном порядке технологий «Интелвек» и «Нева», лишенных недостатков перечисленных выше технологий.
В рамках формирования и эксплуатации фонда была организована передача цифровых карт Роскартографии некоторым ведомствам, в том числе МЧС России, Минобороны России, Минатому России, ряду других крупных потребителей.
Нужно отметить, что используемые в системе Роскартографии форматы представления данных цифровых карт не получили широкого распространения. Это объясняется рядом причин, главная из которых отсутствие отработанного программного обеспечения, поддерживающего работу с цифровыми картами данных форматов. Импортные программные продукты, которые использует большинство современных ГИС-пользователей, не предусматривают форматов Роскартографии в качестве входных. Отечественные разработки, как правило, оперируют с собственными форматами представления цифровых картографических данных, а если и снабжаются конверторами, обеспечивающими работу с другими форматами, то в качестве их выбираются общепризнанные и хорошо документированные зарубежные стандарты.
Путь решения проблемы, который вынуждены использовать предприятия Роскартографии, предложение пользователям самостоятельно заниматься разработкой конверторов и методик конвертации в большинстве случаев не дает никаких результатов и отнюдь не способствует укреплению авторитета Роскартографии как поставщика цифровых карт.
Разработка нормативно-технической документации
Накопленный опыт обобщался в разработке пакета отраслевых стандартов, устанавливавших общие требования к информационному обеспечению (формату, классификатору, правилам цифрового описания объектов) цифровых топографических карт, а также к их качеству.
В основу разработки были положены три принципа:
цифровая карта должна содержать только информацию об объектах местности;
формат, правила цифрового описания и классификатор цифровых карт должны быть максимально независимы друг от друга;
стандарты должны быть направлены не на установление единого господствующего формата, классификатора и т. п., а на обеспечение согласованности и возможности простого взаимного преобразования многих различных данных, используемых в разных системах.
В целом, основные принципы были выбраны правильно, однако практика выявила значительное количество недостатков ОСТов, которые пришлось устранять при их доработке до уровня государственных стандартов, первые из которых были утверждены в 2000 г.
Наличие стандартов выдвинуло на повестку дня введение сертификации цифровой картографической продукции как средства наведения хотя бы минимального порядка на геоинформационном рынке. Разработаны необходимые нормативные документы, созданы сертификационные центры и испытательные лаборатории, однако реальный объем сертифицируемой геоинофрмационной продукции остается небольшим.
В целом, состояние дел в области стандартизации геоинформатики нельзя назвать вполне удовлетворительным. Разработанный пакет стандартов имеет ряд недостатков, которые обусловлены временем его разработки более трех лет назад, когда на предприятиях Роскартографии безраздельно господствовали устаревшая технология АРМ-Растр и формат интегрального файла. Чтобы «легализовать» ЦТК, выполненные по этой технологии, в ОСТы вошли некоторые положения, не отвечающие современному развитию цифровой картографии.
К сожалению, отставание стандартов от потребностей явление типичное. Отстает уже постановка заданий на разработку нормативно-технической документации, а с учетом времени на разработку и утверждение стандартов запаздывание с выходом ОСТов и ГОСТов составляет пять-семь лет. При таком положении дел быстрое развитие геоинформатики приводит к тому, что документы безнадежно устаревают ко времени выхода. Исправить ситуацию можно только немедленной постановкой научно-исследовательских работ, направленных на анализ перспектив и разработку проектов нормативно-технических документов, регламентирующих основные характеристики перспективных видов цифровой картографической продукции.
Содержание цифровых карт
Изготавливаемые предприятиями Роскартографии ЦТК отличаются сильно развитым объектовым составом, т. е. большим числом типов передаваемых на них объектов местности. Это позволяет использовать ЦТК в качестве универсальной геоинформационной основы при решении задач, связанных с анализом земной поверхности.
Однако потребителю требуется, как правило, полная информация лишь о тех объектах местности, с которыми связано решение его конкретной задачи. Если учесть, что стоимость цифровой карты напрямую зависит от числа входящих в нее объектов, становится понятным желание потребителей получить карту, содержащую только требующиеся ему объекты.
Чаще приходится выбирать отдельные типы объектов из элементов содержания цифровой карты. В связи с этим представляется целесообразным пересмотреть классификацию объектов ЦТК, положив в ее основу не формальную принадлежность к сегментам, а значимость объектов для решения народнохозяйственных задач.
Актуальность геоданных
Непрерывно происходящие изменения земной поверхности требуют постоянного обновления цифровой картографической продукции. В настоящее время цифровые карты являются в определенной степени устаревшими уже в момент появления, так как отстают от действительности на срок, складывающийся из периода составления (обновления) исходной традиционной карты, подготовки к изданию и времени создания самой цифровой карты. По тем же причинам не может быть эффективным и обновление цифровых карт по традиционным картам.
Высокая актуальность цифровых карт может быть достигнута только с помощью разработки и внедрения принципиально новых технологий их создания по аэроснимкам и данным космической съемки. В перспективе действующая ныне технологическая цепочка снимок традиционная карта цифровая карта должна быть изменена на снимок цифровая карта традиционная карта.
Это позволит не только повысить актуальность цифровых карт, но и в известной степени устранить субъективизм в передаче особенностей земной поверхности, наследуемый цифровыми картами от традиционных карт. В настоящее время действительная актуальность цифровых (как, впрочем, и традиционных) карт Роскартографии в среднем составляет 10 15 лет.
Стоимость работ
Обесценивание денег (как отечественных, так и зарубежных) не позволяет точно оценить общие затраты Роскартографии на изготовление цифровых карт. Выплачиваемые предприятиям средства (в расчете на один номенклатурный лист) неоднократно снижались (зачастую волюнтаристически), что привело к значительному оттоку кадров. В 2000 2001 гг. ориентировочная стоимость цифрования листа топографической карты масштаба 1:1 000 000 составляла около 30 тыс. руб., а масштаба 1:25 000 примерно 15 тыс. руб. в текущих ценах.
Доступность геоданных
Фонд цифровых карт Роскартографии доступен широкому кругу потребителей. Цены на цифровые карты значительно ниже мировых и несколько ниже сложившихся на отечественном рынке. Порядок доступа осложнен необходимостью получать разрешение в органах государственного геодезического надзора. Цифровые карты мелких масштабов не имеют режимных ограничений, за исключением снятия на их открытых вариантах небольшого количества объектов и характеристик. Крупномасштабные карты относятся к материалам ограниченного распространения, однако потребитель может заказать их открытый вариант любому из центров геоинформации. Соответствие таких открытых вариантов требованиям нормативных документов проверяется органами государственного геодезического надзора.
Выводы
1. В 1994 г. Федеральная служба геодезии и картографии России (ныне агентство) правильно оценило перспективы развития геоинформатики и приняло энергичные меры к созданию производства современной геоинформационной продукции.
2. Результатом усилий Роскартографии стало создание обширного фонда карт, а также комплекта нормативной документации в области геоинформатики.
3. Допущенные ошибки в технической поли
тике и организации производства привели к невысокому качеству продукции, снижению спроса на цифровые карты, значительным непроизводительным затратам.
4. Применяемые нормативы и технологии обновления карт не позволяют иметь актуализированные прстранственные данные.
5. Вместе с тем, в настоящее время фонд цифровых карт Роскартографии является наиболее полным, точным, качественным и доступным источником топографических данных о территории России и должен быть положен в основу создания базовых пространственных данных. См. также: Каталог Организаций: - Федеральное агентство геодезии и картографии - ПАНОРАМА КБ - Центр Инфраструктурных Проектов / ЦИП - Госгисцентр - Минобороны России Каталог Авторов: - Миллер С.А. - Рогачев А.В.
RSS
Реклама
