При наличии качественного набора данных о транспортной сети создание топографических карт, как цифровых, так и традиционных, других производных цифровых продуктов, в том числе для навигационных целей, становится рутинной задачей. Все они могут быть получены практически автоматически из базового набора
А.В. Кошкарев
Транспортная сеть — обязательный элемент базовых пространственных данных в составе любой национальной инфраструктуры пространственных данных (ИПД). Обычно это интегральный базовый набор данных обо всех транспортных коммуникациях, в ряде случаев — только об автодорожной или дорожно-уличной сети, учитывая ее важность и всеобщую востребованность, в том числе для целей персональной навигации, диспетчеризации транспортных средств и логистики.
В основе данных о сетях автомобильных дорог лежит особая модель пространственных данных — модель транспортной сети, основанная на формализмах теории графов и известная также как «дорожный граф»; в общем случае это непланарный связный граф, дуги которого образованы осевыми линями дорог и улиц. Кратко суть модели можно проиллюстрировать примером из известного учебника [1] или аналогичного электронного учебного пособия, размещенного на сайте Московского автомобильно-дорожного института [2].
Транспортная сеть содержит два основных типа объектов — узлы и дуги и один дополнительный — маршруты (рис. 1). Узлы являются точечными объектами, описываемыми на плоскости координатами X и Y. Узлы могут дополнительно характеризоваться такими параметрами, как запреты на выполнение некоторых поворотов и время их выполнения. Дуги являются линейными объектами — ломаными, соединяющими пару узлов транспортной сети и проходящими через последовательность промежуточных точек. Каждая дуга характеризуется длиной или временем движения по ней, разрешенными направлениями движения, классом дороги или пропускной способностью и др. В модели допустимо взаимное пересечение дуг (например, в случае расположения на разных уровнях).
Рис. 1. Элементы модели транспортной сети: 1–7 — узлы; 8–12 — промежуточные точки; 7–9 — остановки; a–n — дуги; A–B — маршруты общественного транспорта [2]
Дополнительно в модели могут быть определены маршруты движения транспорта. Каждый из них задается как замкнутая упорядоченная последовательность узлов и дуг; маршруту может быть поставлен в соответствие набор характеристик (атрибутов), например, расчетное время прохождения транспорта через остановки.
Модель транспортной сети в различных реализациях давно и успешно используется в дорожном хозяйстве и для иных целей. Остановимся кратко на том, каким образом данные о транспортных сетях могут быть встроены в механизмы организации и управления пространственными данными ИПД, в том числе РИПД. Напомним, что по проекту национального стандарта ГОСТ Р 53339–2009 «Данные пространственные базовые. Общие требования», который вводится в действие с 2010 г., транспортная сеть входит в число базовых наборов данных.
Проблема уже давно обсуждается; еще в 2006 г. в отчете по итогам работ в рамках программы «Электронная Россия» по заказу Минэкономразвития России были разработаны детальный перечень базовых пространственных объектов, образующих автодорожную сеть, и принципы сбора и обновления данных об автодорогах [3, 4]. Разумеется, должен быть учтен и обширный международный опыт создания национальных ИПД. Показательных примеров вполне достаточно, например, набор данных Transportation ИПД США NSDI (рис. 2), включающий транспортные коммуникации всех типов, часть из которых с недавнего времени входит в состав слоев Национального атласа США ( http://nationalatlas.gov ).
Рис. 2. Слой сети автодорог в Национальном атласе США
Другой пример — слой National Road Network, Canada, Level 1 в составе базовых пространственных данных ИПД Канады CGDI представляет собой цифровые записи осевых линий автодорог общего пользования (ширина проезжей части более 5 м) суммарной протяженностью 1,1 млн км с детальностью, соответствующей детальности карты масштаба 1:1 000 000 ( http://www.geobase.ca/geobase/en/data/nrn/index.html ). Первая версия набора была создана в 1999 г., полностью реализована в конце 2003 г., в настоящее время набор существует во второй версии (2005 г.).
Примечательная особенность наборов данных обеих ИПД — возможность доступа к данным, их бесплатной загрузки в общераспространенных форматах (SHP-файлы, тексты на языке географической разметки GML, KML и т. п.) и дальнейшего использования.
Однако оба набора данных относятся к национальному (в нашей терминологии — федеральному) уровню ИПД; их детальность невелика и число атрибутов элементов дорожной сети минимально.
С практической точки зрения более интересен европейский опыт. Это, прежде всего, проект EuroRoadS, ведущийся среди прочих ассоциацией топографо-картографических и кадастровых служб Европы Eurogeographics с марта 2004 г. под руководством У. Сандгрена (Национальная земельная служба Швеции). Первая фаза проекта завершена в 2006 г. Подготовлены и опубликованы окончательные версии всех научно-технических документов, определяющих будущий облик общей базы данных транспортной сети Европейского союза; среди многих десятков из них, размещенных на сайте проекта ( http://www.euroroads.org ), рекомендуем читателю познакомиться со спецификацией ядра набора данных [5].
Дорожная сеть входит в число базовых наборов данных ИПД Великобритании DNF из серии продуктов Артилллерийской съемки Великобритании OS MasterMap ( http://www.ordnancesurvey.co.uk/oswebsite/products/osmastermap/layers/itn/ ). Этот набор состоит из двух продуктов: ITN — Integrated Transport Network, который представляет собой дорожный граф (рис. 3), и RRI — Road Routing Information, куда входит вся информация, нужная для автонавигации.
Рис. 3. Визуализация данных ITN о дорожной сети: демонстрационный пример
Первый из них содержит около 13 млн объектов, второй — около 1,5 млн объектов [6].
Другой европейский пример — Директива INSPIRE, среди базовых тем Приложения I которой значится пункт «Транспортная сеть. Автомобильные и железные дороги, сети воздушного и водного транспорта, а также объекты их инфраструктур и связи с различными транспортными сетями. Сюда включается и общеевропейская транспортная сеть согласно тому, как ее развитие определено в решении Совета ЕС № 1692/96/EC и его последующих редакциях» [7]. Перечень объектов транспортных сетей и их атрибутов уточнен в разделе 5.7 Transport networks документа INSPIRE с расширенным толкованием содержания каждой из 34 базовых тем директивы [8]. Набор данных о транспортной сети должен содержать сведения о топографических объектах, образующих слой интегральной транспортной сети, и их атрибутах, представляя собой бесшовный набор как в пределах государственной границы страны — члена ЕС, так и сообщества в целом с учетом трансграничных связей национальных сетей. Он включает автодорожную и железнодорожную сети, сети морских и внутренних водных путей и авиалиний. Набор данных должен удовлетворять требованиям к навигационным системам, конструированию интеллектуальных транспортных систем на базе LBS-сервисов и телематики.
В 2008 г. была подготовлена спецификация данных о транспортных сетях [9].
И последнее: при наличии качественного набора данных о транспортной сети создание топографических карт, как цифровых, так и традиционных, других производных цифровых продуктов, в том числе для навигационных целей, становится рутинной задачей. Все они могут быть получены практически автоматически из базового набора при минимальном вмешательстве оператора, представляя собой «побочный продукт» системы. Для России это имеет особое значение, поскольку может обеспечить массовое производство отечественных автодорожных карт и атласов, большая часть из которых в настоящее время имеет весьма сомнительное качество, в чем не раз убеждался каждый автолюбитель.
RSS
Реклама
Модель транспортной сети в различных реализациях давно и успешно используется в дорожном хозяйстве и для иных целей. Остановимся кратко на том, каким образом данные о транспортных сетях могут быть встроены в механизмы организации и управления пространственными данными ИПД, в том числе РИПД. Напомним, что по проекту национального стандарта ГОСТ Р 53339–2009 «Данные пространственные базовые. Общие требования», который вводится в действие с 2010 г., транспортная сеть входит в число базовых наборов данных.
