Минэкономразвития России был объявлен открытый конкурс на НИР «Разработка требований к созданию цифровых топографических карт» ( http://www.gisa.ru/66254.html ). В техническом задании определена цель работы — разработка новых принципов формирования картографической информации всего масштабного ряда для удовлетворения потребностей всех отраслей народного хозяйства, принятия оперативных решений на разных уровнях управления.

В качестве одной из основных задач работы в ТЗ указано определение требований к созданию цифровых топографических карт в новых условиях развития отрасли геодезии и картографии с учетом положений Концепции создания и развития инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации (РИПД).

Актуальность этой работы не вызывает сомнений. Подобная постановка вопроса, с точки зрения ГИС-Ассоциации, давно необходима и должна являться предметом внимания всего геоинформационного сообщества. Активное участие самых различных специалистов в нашей дискуссии «Обсуждение использования формата SXF для хранения и обмена пространственными данными» наглядно это продемонстрировало (см. http://www.gisa.ru/opros_po_formatu.html или журнал Пространственные данные №1 за 2010 г). Конечно, такую работу лучше бы делать «всем миром», но в связи с тем, что конкурсные условия предусматривают наличие у потенциальных исполнителей лицензий на геодезическую и картографическую деятельность, ГИС-Ассоциация не смогла принять участие в конкурсе.

Вместе с тем с целью помощи заказчику и будущему исполнителю этой задачи мы сочли целесообразным проведение новой дискуссии по концептуальным подходам к разработке требований к цифровым топографическим картам.

Вопросы, на которые мы попросили ответить участников дискуссии, были следующие:
1. Должны ли быть какие-то отличия в требованиях к координатному описанию объектов и их связей при создании «традиционной» и цифровой топографической карты? Если да, то почему?

2. Как должны соотноситься пары понятий:
— базовые пространственные данные и цифровая топографическая карта;
— базовые пространственные объекты и картографические объекты?
Должны ли быть между ними какие-либо различия и в чем?

3. Насколько целесообразно в условиях превалирующего использования карт в режиме экранной работы компьютера и других электронных устройств (ноут- и нетбуков, мобильных телефонов, коммутаторов, персональных навигаторов, КПК) сохранять принятую систему условных обозначений и жесткую линейку масштабов? Если нет, то что должно прийти им на смену?

4. Любая топографическая карта содержит информацию о пространственных объектах и их свойствах. Точность координатного описания объектов и объем показываемых условными знаками свойств объектов сейчас жестко связаны и задаются масштабом карты. Насколько такая жесткая связь оправдана, и нет ли какого-либо альтернативного подхода для цифровой топографической карты?

5. Насколько разумно при отказе от полистного изготовления топографических карт хранение координатных описаний объектов в плоских картографических системах координат и проекций? Если нет, то есть ли альтернатива?

6. Должна ли цифровая топографическая карта иметь жесткую привязку к какому-либо программному обеспечению для ее просмотра и использования?

7. Чего, с вашей точки зрения, недостает в ТЗ НИР Минэкономразвития России «Разработка требований к созданию цифровых топографических карт» из концептуальных положений?

Сейчас уже определен исполнитель этой работы – один из ведущих ФГУП Росреестра в сфере геоинформатики — «Уралгеоинформ». Публикуя материалы дискуссии, мы искренне надеемся, что оценки и пожелания ее участников будут полезны при реализации этой работы и принятии на ее основе соответствующих нормативно-правовых актов.

Комосов Ю.А.

1. Учитывая компьютерные возможности, с помощью цифровой топографической карты (ЦТК) в отличие от традиционной карты можно определять координаты в различных системах и проекциях, также она имеет встроенные возможности для выполнения картографических измерений (расстояния, углы, площади и т. п.) и позволяет пользователю наносить поверх карты свою информацию.

2. Цифровые топографические карты должны создаваться на основе базовых пространственных данных, описывающих базовые объекты путем их преобразования в картографические объекты — «одевание в условные знаки» и помещение в программную оболочку для визуализации. Нынешние ЦТК Федерального картографо-геодезического фонда (ФКГФ) нельзя считать готовыми базовыми пространственными данными — они должны стать источником для создания базовых пространственных данных.

3. Изображение традиционных топографических карт переносится на экран компьютера. Принципиально принятую систему условных знаков желательно сохранить — знаки должны быть узнаваемы. Цифровая карта может иметь интерактивный способ отображения информации (указал на точку или объект на карте — получил отображение дополнительной информации). При наличии таких свойств у карты возможна ее некоторая разгрузка при первичной визуализации. От масштаба при визуализации также никуда не уйти, но компьютерные возможности позволят один состав объектов отображать при нескольких близких масштабах.

4. Если рассматривать ЦТК как самостоятельный продукт, то для него будут фиксированы: состав информации (объектов и атрибутов), охват территории (не обязательно номенклатурный лист), точность координатного описания, вид условных знаков, диапазон масштабов визуализации. Для цифровой топографической карты альтернативы не вижу, так как этот продукт не является копией исходной топографической карты, а создается из постоянно обновляемых базовых пространственных данных.

5. В вопросе три составляющих. Во-первых, изготовление (выпуск готовой продукции) ЦТК целесообразно в следующих вариантах — полистно по номенклатурам, сшитым массивом на участок местности (в том числе на субъект или муниципальное образование). Во-вторых, хранение координатных описаний базовых объектов должно быть только трехмерным. В-третьих, любое изображение, в том числе и на экране, все равно плоское, т. е. у ЦТК обязательно будет проекция при визуализации.

6. В предложенном мною понимании — да. В любых ГИС-средах также формируется картографическое изображение, которое жестко привязано к возможностям данной среды.

7. Техническое задание не меняет сложившегося у нас взгляда на цифровую топографическую карту. В сегодняшних условиях ЦТК должна остаться только как один из видов продукции, предназначенной в основном для непрофессиональных пользователей. Такого вида продукции сейчас нет. А вся система сбора, хранения, обновления и обеспечения потребителей пространственными данными должна принципиально измениться.

Таким образом, техническое задание подразумевает рассмотрение вопросов в более широком смысле, чем ЦТК — вид продукции, и эти вопросы также надо решать, в том числе и в рамках данной НИР. Например: как обеспечить оперативную актуализацию пространственных данных, как удовлетворить потребности различных пользователей и какими видами продуктов?

С.А. Трофимов, директор центра информационных ресурсов администрации г. Рыбинска:
Пространственные данные объектов не должны быть привязаны к программному обеспечению

Сергей Александрович Трофимов

1. Координатное описание объектов и их связей — это про базу пространственных данных.

2. Картографические объекты генерируются по неким правилам на основании пространственной и атрибутивной информации, которая содержится в базе пространственных данных.

3. Генератор карты на основании заданного пользователем перечня слоев, указанной территории и информации в базе пространственных данных строит изображение. Масштаб может оказаться любым, но может быть и задан. Линейка масштабов должна быть заменена интервалами масштабов, для каждого из которых установлены свои правила отображения.

Система условных обозначений нужна. Но ее разработчики должны действовать с учетом графических возможностей устройств отображения и с пониманием целей и задач системы обозначений на цифровых картах.

4. Если говорить о пространственных данных, то объекты должны описываться с детализацией и точностью, необходимой для построения самого крупного масштаба. В цифровой карте точность указания координат объекта не должна зависеть от масштаба, а детализация изображения объекта задается правилами генерализации.

5. Если кратко, то — неразумно. Хранить координаты надо в геоцентрической системе (широта, долгота, высота). И это нельзя называть альтернативой. При наличии современных методов измерений и вычислительных возможностей это — рационально и доступно уже на бытовом уровне.

6. Пространственные данные объектов не должны быть привязаны к программному обеспечению (ПО). Цифровая топографическая/ навигационная/ туристическая/ демографическая карта/ план/ схема может быть выпущена для просмотра и использования в любом ПО (бесплатном или коммерческом). Естественно, что при этом она окажется к нему «привязана».

7. Недостает упоминания, что базовые пространственные объекты — это (по Концепции) объекты, разрешенные к открытому опубликованию.

Недостает распределения ответственности за ввод и актуализацию пространственных данных, обязательности использования базовых пространственных данных (БПД). Не названа одна из проблем ИПД-идеологии. Если за дорожным министерством будет закреплена задача отрисовки дорог, то мы обязаны будем эти БПД использовать. А с какой точностью и детализацией они будут нарисованы?

Еще неясно, войдет ли в перечень необходимых для управления объектов граф дорог, или изображения дорог на цифровых навигационных картах и изображения дорог на цифровых топографических картах будут делаться независимо, т. е. за отдельную плату?

Д.Ю. Мыльников, начальник отдела автоматизации проектирования ПК «ГПИ Челябинскгражданпроект»:
Новая система условных знаков должна ориентироваться не на жесткий масштаб вывода, а на некий диапазон отображения, в котором применяется тот или иной символ

Мыльников Д.Ю.

1. Теоретически процесс формирования списка объектов, отображаемых на той или иной карте, может выполняться как разовая процедура, отдельно от самого процесса построения изображения. В том числе возможно выполнение процедуры экспорта данного списка объектов в некий внешний файл данных, который затем передается потребителю и используется для построения необходимого изображения.

Это позволит упростить процесс актуализации карт разных масштабов, во многих случаях его автоматизировать, а также полностью исключит то, что в атрибутах одних и тех же объектов в картах разного масштаба для одних и тех же полей указывается разная информация, поскольку в данной модели все атрибуты сохраняются в базе данных только один раз.

2. Во-первых, базовые пространственные данные являются подмножеством, частью данных, которые отображаются на топографической карте. Кроме того, согласно утвержденной концепции создания Российской инфраструктуры пространственных данных (РИПД) то, что мы относим к базовым пространственным данным, должно относиться к общедоступной информации, т. е. не должно иметь грифов секретности или ограничений для служебного пользования (ДСП).

Во-вторых, если говорить о базовых пространственных данных, то их состав и координатные описания не должны зависеть от масштаба. Мы должны иметь координатные описания базовых пространственных объектов с максимально доступной нам на данный момент точностью, от которых уже при необходимости могут тем или иным образом генерироваться координатные описания этих объектов для карт мелкого масштаба.

В-третьих, различие между базовыми пространственными объектами и картографическими объектами в том, что картографические объекты должны содержать только ту информацию, которая необходима для их правильного отображения на конкретной карте, и хранят только одно координатное описание, в то время как базовые пространственные данные кроме координатных описаний могут содержать расширенный набор атрибутов, которые необходимы для отображения на картах разного назначения, в том числе несколько координатных описаний (возможно, даже разного типа).

3. Я считаю, что сохранять жесткую линейку масштабов для электронных карт вряд ли имеет смысл. Вместо этого необходимо вводить понятие точности определения координат пространственных объектов и понятие диапазона масштаба отображения карты, для которого должны определяться содержание и стиль отображения (условные знаки).

Что касается условных знаков, то это своеобразный графический язык, доступный всем. Их смена будет равносильна переходу на использование нового языка, что вызовет соответствующие проблемы.

Возможно, имеет смысл разработать двойную систему обозначений. Первую, использующую преимущественно цветовую кодировку и простые знаки, которая будет применяться для отображения карт на экранах устройств с низким разрешением, а также вторую, которая будет применяться для инженерных работ и вывода цифровых топографических карт на печать.

Как и в случае с масштабами, новая система условных знаков должна ориентироваться не на жесткий масштаб вывода, а на некий диапазон отображения, в котором применяется тот или иной символ. Если раньше для каждого масштаба фактически был свой классификатор, внутри которого у каждого знака был свой внутренний код, то для цифровых топографических карт у нас должен получиться единый классификатор, в котором для объектов того или иного типа указывается весь набор условных знаков для отображения данных объектов на картах разных масштабных диапазонов.

4. Цифровая топографическая карта позволяет хранить расширенный набор свойств пространственных объектов, в том числе тех, которые явно не отображаются на карте, а также координатные описания пространственных объектов с максимально доступной точностью. И то и другое для бумажных карт было невозможно.

5. Должны быть эталонные координатные описания пространственных объектов в геоцентрической системе координат (ПЗ-90 или WGS-84), так как точный пересчет координат между различными плоскими системами координат возможен только через геоцентрическую систему.
В этом случае все остальные варианты для разных проекций и масштабов являются производными от эталонного координатного описания в сферической геоцентрической системе координат (СК) и генерируются в автоматическом или полуавтоматическом (с участием оператора) режиме.

При этом потребитель/заказчик должен иметь возможность выбрать ту систему координат, в которой он хочет получить цифровую топографическую карту, а оператор пространственных данных либо производит выборку ранее сформированных координатных описаний в данной СК, либо выполняет процедуру генерации необходимых координатных описаний для требуемой СК. То есть в банке пространственных данных мы храним всю информацию, в том числе с соблюдением требований по работе с государственной тайной, а при выдаче переводим координатные описания, например в МСК-ХХ для нужного региона, и получаем уже несекретные данные, которые выдаем потребителю.

6. И да и нет (в зависимости от поставленной задачи). Мы должны иметь некий программный комплекс, который позволяет нам оперативно работать с нашим банком пространственных данных и выдавать пространственные данные для использования в различных ГИС.

Данная проблема, на мой взгляд, должна решаться следующим образом.

Во-первых, должен быть определен эталонный/базовый формат файлов данных. Этот формат должен быть утвержден на уровне государства, общедоступен и свободен от различных ограничений, связанных с правами каких-либо лиц.

Во-вторых, должна быть определена процедура сертификации программ на предмет корректной поддержки работы с данным базовым форматом и публикация перечня этих программ.

В-третьих, должен быть определен перечень форматов, в которые может быть произведена конвертация пространственных данных, возможно, с частичной потерей данных либо внешнего вида.

7. Мне кажется, что приведенных в документе уровней классификации цифровых карт недостаточно. В списке нет военных с их специфическими требованиями, упоминавшимися в начале документа.

Кроме того, данная система деления не отражает вопрос конфиденциальности и секретности информации.

Я считаю, что более правильно сформировать единую систему с выделением общих частей, а также тех уровней информации, которые уникальны для того или иного случая.

В.В. Валдин, генеральный директор картографического предприятия: «Дискус Медиа» (Санкт-Петербург)
Для базовых наборов данных можно и нужно выбирать изначально такие системы координат и проекции, которые в своей основе имеют погрешности меньше минимально допустимых
1. В нашем понимании топографическая карта — это топографическая база данных (БД), она отличается от любой иной только унификацией объектового состава, отображаемого на различных масштабах. Это позволяет задействовать такие наборы данных в качестве измерительного документа или основы/эталона для решения определенного круга задач. Изъятие любого из информационных слоев делает эту карту уже не топографической по составу, хотя использование ее отдельных слоев может применяться для аналогичных решений.

Поэтому наш ответ — однозначно нет.

2. Первые понятия тождественны, так как если говорить о ГОСТах и определениях, то БД позволяет сохранить весь набор базовых пространственных данных (БПД), а масштабный номенклатурный ряд позволяет отразить ту их часть, которая соответствует подробности данного масштаба. Вторые также тождественны, но в пределах выбранного масштаба отображения. Важно то, что, опять же с поправкой на технологии, сейчас правильнее говорить не о «карте в масштабе...» (если речь идет о производной от данных), а о «данных подробности такого-то масштаба». Потому что современные технологические решения позволяют уйти от пересоставления с генерализацией (трудоемко и дорого) к полуавтоматической генерализации со сменой символьного состава изображения.

Единственный технологический барьер находится примерно в зоне «мельче 1:5000» и «крупнее 1:5000». Он выражается в том, что при генерации крупномасштабных изображений для достижения требуемой точности многое нужно держать в БД в виде полигональных векторов. При работе с более мелкими масштабами потребность в большом числе этих слоев исчезает, а множество объектов становится адекватно выразимым координатами и атрибутами центроидов и осевых линий — без потери точности изображения.

3. Целесообразно только в том ключе, что многие пользователи к этим значкам «привыкли».

4. Данная связь не оправдана совершенно, и ее априорное требование ведет только к удорожанию процесса подготовки и еще в большей степени обновления карт, способствует не выявлению и системной ликвидации, а накоплению ошибки.

5. Для базовых наборов данных можно и нужно выбирать изначально такие СК и проекции, которые в своей основе имеют погрешности меньше минимально допустимых.

6. Категорически нет. Это большой и комплексный вопрос, но в целом любая подобная привязка граничит с нарушением антимонопольного законодательства или уже является таковым.

7. Требования обязательного предоставления обзора опыта ведущих технологических держав и предоставления хотя бы для целей оценки сравнительного описания подходов к решению задачи в разных странах. В НИР обязательно должны найти отражение особенности, как минимум, обобщенных «европейской континентальной» («немецкой»), «британской» и «американской» школ — на современном уровне развития.

А.В. Рогачев, заместитель директора Центра комплексных инженерных изысканий на железнодорожном транспорте «Росжелдоризыскания»:
Цифровые модели, конечно же, нужно создавать только в географических координатах
1. О координатном описании «связей» и о самих «связях» можно сказать только одно — ни того ни другого в природе не существует. Координатное описание цифровой топографической карты (ЦТК) может быть произвольным, поскольку в любом случае заведомо неточно.

2. Пространственные данные и объекты (и базовые, и не базовые) отражаются с помощью «топографических карт» и «картографических объектов», но не прямо, а в сильно искаженном, извращенном виде. Само понятие «картографический объект» является излишним.

3. Уже сама постановка вопроса подсказывает ответ — не просто нецелесообразно, а просто глупо. Взамен — ничего, так как понятия масштаба для цифровых пространственных данных не должно существовать. Может быть понятие детальности как для самих моделей, так и для способов отображения объектов при визуализации. Нужно подчеркнуть, что речь идет о цифровых моделях, а не о ЦТК.

4. Для ЦТК ничего другого быть не может — на то она и ЦТК. Но нужно думать не о ЦТК, а о новых пространственных моделях.

5. С ЦТК можно делать все что угодно — лучше и точнее она от этого не станет. А вот цифровые модели, конечно же, нужно создавать только в географических координатах. И без нарезки, и без всяких картографических проекций.

6. Этому вопросу в обед сто лет, и он будет жив, пока жива ЦТК. Нет, конечно, не должна.

7. Недостает очень многого, об этом можно на досуге написать отдельную статью. Однако гораздо важнее не то, чего недостает в техническом задании (ТЗ), а то, что в нем лишнее. При внимательном рассмотрении оказывается, что этим лишним является все ТЗ само по себе..

М.И. Судейкин, генеральный директор компании «ЭРМА СОФТ Менеджмент»:
Каждое ГИС-приложение вправе хранить картографическое обеспечение в своем внутреннем формате
1. С точки зрения разработчиков ГИС-приложений, цифровая топографическая карта это, как правило, несколько карт разных масштабов, объединенных в единую базу данных. Это позволяет, в отличие от «традиционных» карт, не только переходить от одного объекта к другому, но и двигаться «вглубь», детализируя информацию об интересующих объектах.

2. С точки зрения разработчиков ГИС-приложений, автоматизируется определенный круг прикладных задач. Например, планирование и мониторинг грузоперевозок. В этом случае для нас используемая картографическая основа — это базовые пространственные данные. Дополняя эти данные объектами, используемыми для решения прикладной задачи, например, ориентированным, взвешенным графом, задающим транспортную сеть и условия движения по ней, мы расширяем состав используемых картографических объектов.

Важно, что для различных множеств объектов предусмотрены различные внутренние представления данных, диктуемые алгоритмами решения прикладных задач, хотя при их отображении все вместе «очень похоже на карту».

3. И принятая система условных обозначений, и жесткая линейка масштабов, несомненно, должны использоваться в создаваемых ГИС-приложениях. Однако это должно меняться в процессе развития информационных систем. Каждое ГИС-приложение вправе использовать свои «условные обозначения и свою линейку масштабов», принимая их как стандарт данного круга потребителей.

4. Наша практика разработки и внедрения ГИС-приложений привела к использованию мультимасштабного картографического обеспечения, когда на отображаемой основе представлены рядом объекты карт разного масштаба.

5. Как отмечалось ранее, для использования в составе ГИС-приложения считаем целесообразным переход к мультимасштабному картографическому обеспечению. При этом следует брать за основу не «плоскую карту», а 3D-глобус, работающий с географическими координатами.

6. Каждое ГИС-приложение вправе хранить картографическое обеспечение в своем внутреннем формате. Это зачастую диктуют автоматизируемые задачи.

При этом вполне допустимо в каких-то случаях наличие обменных форматов хранения геоданных для их использования другими приложениями.

Следует активнее распространять использование в создаваемых ГИС-приложениях не только геоданных других форматов, но и программных компонент других ГИС для работы с геоданными их форматов.

7. Это ведь научно-исследовательская работа (НИР)!

С.Н. Николаев, заместитель председателя Комитета по градостроительству администрации г. Братска:
Говорить о линейке масштабов для цифровой топографической карты сейчас вообще бессмысленно, масштабы нужны только при выводе на печать

Сергей Николаевич Николаев

1. Цифровая топографическая карта — это единая база данных о пространственных объектах, в определенных масштабах, возможно, похожая на традиционную карту. При этом координатное описание объекта присуще цифровой карте изначально. А координатного описания объекта в исходном виде для традиционной карты просто нет, есть лишь набор координированных точек для позиционирования условных знаков. Говорить о каких-либо связях в традиционной карте бессмысленно, в цифровой же должны быть жесткие, полужесткие и мягкие связи. Могут быть, наверное, и условные связи.

2. Тут, по-моему, не совсем корректно поставлен вопрос. Цифровая топографическая карта — это отображение на экране базовых пространственных данных, базовых пространственных объектов, соответственно, картографический объект — это базовый пространственный объект, отображенный на экране по требованиям Роскартографии.

3. На мой взгляд, единственное требование к топографической карте — она должна хорошо читаться.

Говорить о линейке масштабов для цифровой топографической карты сейчас вообще бессмысленно, масштабы нужны только при выводе на печать.

4. Касаемо цифровой топографической карты, на каком бы масштабе объект не отображался, координаты будут одни и те же. Объем свойств объектов, в том числе и соответствующий требованиям бывшей Роскартографии, на цифровой топографической карте должен отображаться в зависимости от потребностей пользователя, т. е. различными прикладными модулями.

5. Неразумно. Необходимо переходить на единую пространственную систему координат, причем, наверное, пространственно-временную.

6. Нет, см. пункты выше.

7. Нужно сделать следующее: установить единую пространственную систему координат; создать классификатор базовых пространственных объектов и их основных характеристик; создать единый обменный формат.

А.А. Росликов, директор ГУ «Центр «Кадастр» (Калуга):
Программное обеспечение, поддерживающее визуализацию данных, в зависимости от заданного масштаба отображает определенные объекты, поэтому при создании электронных карт целесообразно использовать понятие «точность масштаба»
1. Отличия могут быть. Это связано с тем, что координаты объектов на цифровой топографической карте могут иметь более высокую точность, чем на традиционной. При публикации электронных данных эти различия теряются.

3, 4. Программное обеспечение, поддерживающее визуализацию данных, в зависимости от заданного масштаба отображает определенные объекты, поэтому при создании электронных карт целесообразно использовать понятие «точность масштаба». На примере дорог — необходимо иметь паспортную ширину полотна, на основании которой линейная дорога может быть отображена как площадной объект.

5. В электронной картографии планшетность не нужна, но с учетом того, что такая система хранения уже отработана и еще долгое время будет использоваться, целесообразно в атрибутивных данных всех объектов предусмотреть поле «номенклатура» (номер планшета). Это обеспечит возможность работы с данными как для электронной картографии, так и традиционно по планшетам.

6. Нет, не должна.

7. Не отражены вопросы сравнительного анализа существующего программного обеспечения на соответствие разрабатываемым требованиям, и в первую очередь отечественного, с целью выработки рекомендаций по его развитию в соответствии с поставленными в НИР вопросами, целями и задачами.

О.Г. Емельянов, старший научный сотрудник ЗАО «Транзас Технологии» (Санкт-Петербург):
Единицей передачи пространственных данных должна быть ячейка базы пространственных данных, представленная в виде файла на некоторый географический район, ограниченный двумя параллелями и двумя меридианами
1. По существующей терминологии ГОСТ цифровая топографическая карта является копией традиционной топографической карты.

Если же рассматривать отличия структуры пространственных данных и цифровых топографических карт (ЦТК), то очевидны существенные расхождения. Структура пространственных данных должна быть на таком уровне, чтобы обеспечить актуальными данными запросы разных потребителей. В записях данных должны быть поля и подполя, содержащие всю историю существования пространственного объекта в базе пространственных данных (создание, модификация, удаление).

2. Для доступа к базовым и секретным пространственным данным необходимо иметь соответствующие лицензии. Чтобы на экране монитора отобразить несекретную карту в какой-либо проекции, достаточно загрузить в систему базовые пространственные данные. Для отображения в той же системе секретной карты в нее вливается также слой секретных пространственных данных. Файлы с секретными пространственными данными должны храниться и поддерживаться отдельно.

Различия базовых пространственных объектов и картографических объектов весьма существенны. Ряд условных знаков на топографической карте является лишь картографическим объектом (например, бергштрих).

3. Потребитель привык к принятой системе условных знаков, поэтому ее следует сохранить. Целесообразно также предоставить потребителю возможность выбора произвольного масштаба отображения пространственных данных. Без генерализации здесь не обойтись. Решение такой задачи сходу возможно, например, при использовании атрибута «минимальный масштаб». Тогда каждый пространственный объект в зависимости от его значимости кодируется определенным значением атрибута «минимальный масштаб».

4. Должен быть сформирован единый каталог пространственных объектов. Описание свойств каждого объекта должно поддерживаться определенным списком атрибутов (обязательных и необязательных), содержащих перечень возможных значений каждого атрибута. Каталог пространственных объектов должен иметь однозначное определение и код каждого объекта, атрибута и значения атрибута. Такой подход позволил бы исключить недостатки, присущие действующим классификаторам.

Библиотека представления как отдельный сертифицированный продукт должна содержать полный перечень условных знаков и правил их формирования. Каждый условный знак точечного объекта, стиль линии линейного объекта, шаблон заливки площадного объекта и другое должны формироваться по коду пространственного объекта и значениям его атрибутов.

Следует отметить, что свойства пространственных объектов в системе могут представляться не только условными знаками, но и значениями их атрибутов. Альтернативный подход отображения пространственных данных в произвольном масштабе изложен в ответе на вопрос 3.

5. Создание пространственных данных в нарезке номенклатурных листов неразумно.

Единицей передачи пространственных данных должна быть ячейка базы пространственных данных, представленная в виде файла на некоторый географический район, ограниченный двумя параллелями и двумя меридианами. Имя такого файла может определяться именем тайла. На размеры такого файла могут накладываться ограничения, определяемые способом передачи. На границах смежных ячеек пространственные данные согласовываются так, что при отображении карты на их основе обеспечивается бесшовное покрытие данными.

При необходимости на основе полученных пространственных данных можно отобразить карту в той картографической проекции, которая может обеспечить ее требуемые свойства (уменьшение искажений углов, длин, площадей и др.). О плоских прямоугольных координатах нужно забыть. Пространственные данные должны быть представлены в единой геоцентрической системе геодезических координат. Также должна быть определена единая система высот.

6. Модель должна предусматривать единый стандарт передачи пространственных данных.

7. Неверно определены актуальность темы и постановка задачи исследований.

А.В. Чернов, директор НП «Поволжский центр космической геоинформатики» (Самара):
Уже сейчас надо определить подмножество классов пространственных объектов и их характеристик, которые можно получить прямым дешифрированием ДДЗ «без наземных измерений» — это будет основа для карт открытого пользования
1. Требования к координатному описанию объектов и их связей для цифровой топографической карты должны создаваться в виде формализованного набора правил цифрового описания, включающего обязательность или невозможность данных видов взаимного пространственного положения объектов (пересечение, примыкание и пр.), ограничения на семантические данные, правила внутриобъектной топологии и реакцию на действия с объектами связанных классов (например, «удаляется труба — должна удаляться задвижка на ней»). Для традиционной топографической карты требования зачастую не формализованы и не переведены на язык ГИС.

2. Базовые пространственные данные (БПД) и цифровые топографические карты (ЦТК) — это виды цифровой модели местности (ЦММ), каждая со своими ограничениями. В ЦТК ограничения — как было определено выше, в БПД — смотри соответствующее определение. Очевидно, что БПД могут содержать в семантике данные, которые не влияют на отображение карты (пример — название улицы для здания). Основной вопрос в определении состава БПД. Я думаю, БПД должны включать объекты ЦТК масштаба 1:100 000. Для более крупных масштабов БПД не включают весь перечень объектов ЦТК, а действуют избирательно.

3. Здесь следует руководствоваться принципом минимального вмешательства относительно существующей системы условных знаков. По поводу жесткой линейки масштабов — она должна быть сохранена, но под ней должны подразумеваться определенная точность и объектовый состав цифровой карты — результата преобразования единой ЦММ. И больше ничего, дабы не представлять эти карты независимыми и не провоцировать обновление карт по всему масштабному ряду, как это делается сейчас.

4. В ГИС есть существенная потребность в одном классе пространственных объектов (скажем, здания) и представлении данных, полученных с разной точностью (по космоснимку, топоплану 1:500, точным GPS-измерениям).

Альтернативным традиционному способом является задание в метаданных для каждого из объектов вида источника, с которого он получен. При этом совокупно весь класс пространственных объектов будет иметь точность, наихудшую из представленных.

5. Мое предложение:
а) хранить ЦТК в геоцентрической системе;
б) приемка ЦТК осуществляется в геоцентрической системе в виде тайлов (нарезки на листы) с проверкой на взаимное положение объектов на соседних тайлах;
в) при отображении или печати давать возможность пользователю выбирать проекцию и разграфку.

6. Конечно нет. Должен быть формат обменного файла наподобие GML, но ориентированный на используемый вид ЦММ. Метаданные (структура ЦТК, связей, правил цифрового описания) могут задаваться в виде XML с помощью открытого и свободного программного средства для просмотра и редактирования, которое необходимо разработать.

7. Во-первых, недостает того, что я описал выше (выводы 1–5).

Во-вторых, в ТЗ используется принцип «посмотрим, что надо народному хозяйству, и из этого сделаем новую структуру топокарт» (т. е. рассмотрение предметных и соответствующих тематических областей даст огромное количество требуемых характеристик). Странно выглядят разбиение по уровням всех задач и необходимость их полного описания — результат будет либо формальным, либо недостаточным.

В-третьих (очень важно!), недостает ссылки на источник получения той или иной характеристики и допустимую степень ее актуальности, ибо это напрямую влияет на стоимость и условия обновления карт. В идеале должны быть определены подмножества ЦТК, используемые для осуществления различных технологических процессов исходя из минимизации затрат.

Уже сейчас надо определить подмножество классов пространственных объектов и их характеристик, которые можно получить прямым дешифрированием ДДЗ «без наземных измерений» — это будет основа для карт открытого пользования.

Ю.А. Кравченко, к.т.н., доцент Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (НГАСУ):
Геоинформационное сообщество испытывает насущную потребность в стандартизации цифровой продукции

Кравченко Ю.А.

1. Для представления положения географических объектов в информационных моделях должна использоваться только система криволинейных координат на поверхности земного эллипсоида (долгота и широта). При этом широта может быть либо геодезической, либо геоцентрической, либо приведенной.

2. По моему мнению, следует использовать термины «геопространственные данные» и «геопространственные объекты». Цифровые карты (термин) и сами карты следует изъять из обращения.

Геопространственные данные предназначены для их восприятия компьютером, картографические изображения — для восприятия человеком. Отсюда следуют различия в требованиях к представлению геопространственных данных и условных знаков (картографических изображений).

3. Геоинформационное сообщество испытывает насущную потребность в стандартизации цифровой продукции. Отмена фиксированных масштабов — путь к цифровому хаосу. Количество масштабов, скорее всего, следует сократить.

Условные знаки топографических карт и планов в связи с необходимостью их вычерчивания автоматом требуют некоторой корректировки, но она должна осуществляться в минимальном объеме и очень аккуратно.

4. Согласование между точностью топографических карт и объемом отображаемых на них сведений о геопространственных объектах представляется закономерным и естественным.

5. Карты и геоинформационные модели создаются на некоторые фрагменты территории. Поэтому сам собой возникает вопрос о границах геоинформационных моделей. В качестве таких границ удобнее всего использовать координатные линии на земной поверхности. Использование каких-либо объектов геопространства в качестве границ моделей чревато неприятными последствиями, поскольку географические объекты могут изменять свое положение. Но геоинформационные модели, соответствующие, например, картам масштаба 1:25 000, могут создаваться как единая модель в границах листа карты масштаба 1:200 000.

6. Нет!!! Неужели мало истории с РАСТРом-2/2П?

7. Пункт ТЗ «Перечень, сроки выполнения и стоимость этапов НИР» наводит на размышления. Ведение перечня объектов и их свойств никогда не заканчивается. Уже через несколько месяцев этот перечень может потребовать корректировки. Таким образом, можно прийти к выводу о нецелесообразности выполнения НИР с предложенными формулировкой, основной концепцией и условиями. Концепция цифровых карт, классификаторы картографической информации и т. п. безнадежно устарели. Кроме того, в ТЗ ставится проблема моделирования только дискретных объектов геопространства. А как быть с представлением топографических поверхностей, машинным представлением условных знаков (электронных карт)?

В настоящее время системы информационного геомоделирования должны разрабатываться как системы, основанные на обработке знаний. Эта проблема заслуживает развернутого обсуждения.

А.В. Скворцов, д.т.н., профессор, академик Российской академии транспорта, генеральный директор ООО «ИндорСофт» (Томск), Д.С. Сарычев, к.т.н., технический директор ООО «ИндорСофт»:
Навигационные данные должны быть самостоятельными и не дублировать другой раздел данных — объекты топоосновы (гидрографию, застройку, растительность, рельеф…)
1. Создавать карты — это прошлый век. Сейчас нужно создавать элементы инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации (ИПД РФ). И вопрос навигационных данных — ярчайший пример, как следует формировать ИПД РФ. Навигационные данные должны быть самостоятельными и не дублировать другой раздел данных — объекты топоосновы (гидрографию, застройку, растительность, рельеф…). Более того, поскольку согласно концепции ИПД РФ за каждый тематический слой должны быть ответственны именно те лица, которые занимаются работами в целевой отрасли, за слой навигационных данных должен быть ответственен Минтранс и его подразделение — ФДА «Росавтодор».

3. Среди основополагающих идей ИПД РФ есть следующая: все базовые данные (дороги в том числе) должны быть общедоступны и представляться в общедоступной метрике, не имеющей разрывов и обеспечивающей равномерную максимальную точность позиционирования в любой точке. Это сразу исключает из рассмотрения геодезические СК-95 и семейство МСК. Кроме того, есть необходимость создания карт, совместимых с зарубежными. Судя по всему, альтернатив WGS-84 нет. По крайней мере это должна быть открытая глобальная система координат, но никак не проекция, тем более с секретными высотами.

4. Среди фундаментальных стандартов, которым должен соответствовать слой дорог в рамках ИПД РФ, — EuroRoadS, созданный в рамках европейской инфраструктуры INSPIRE. Там прописаны и модель данных, и стандарт на формат обмена данными, и требования к точности, и технология параллельной работы, и репликации, и пр. Все это описано на языке программистов, в том числе где надо на UML. Использование EuroRoadS позволяет создавать масштабируемые геопространственные базы данных, применимые как внутри дорожной отрасли, так и вне (та же навигация).

Прикладные стандарты на модели дорог представлены многочисленными открытыми и проприетарными моделями и форматами Интернет-карт (OpenStreetMap, Google, Yahoo, Bing, Ovi,..), также и форматы производителей GPS-навигаторов и GPS-приложений. Почти во всех из них сейчас имеются конверторы из EuroRoadS.

5. Распространение навигационных данных. Основная идея — работа по подписке абонентов данных. «Покупка карт», серьезно рассматриваемая в этом документе, является архаизмом, современные навигационные сервисы (тот же GoogleMaps) работают в режиме онлайн.

С.В. Кузнецов, заместитель директора ФГУП «Госгисцентр»:
Отказ от принятой линейки масштабов может привести к несопоставимости результатов картографо-геодезических работ и свести на нет усилия по созданию и развитию инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации
1) Если под «традиционной» топографической картой понимается ее бумажный вариант, то единственным, на мой взгляд, ответом может быть отрицательный.
2) Гораздо актуальнее было бы сравнивать не «традиционную» и «цифровую топографическую» карты, а другую пару понятий «цифровая топографическая карта» (далее — ЦТК) и «цифровая модель местности» (далее — ЦММ).

Здесь отличия есть и они существенные.

Основные из них связаны с выбором системы координат, полнотой состава семантических характеристик пространственных объектов и правилами их цифрового описания.

При выборе системы координат предпочтительнее использовать не плоские прямоугольные координаты Х,Y, а координаты на поверхности общеземного или референц-эллипсоида Красовского, допускающие бесшовное координатное описание пространственных объектов, не ограниченное рамками номенклатурных листов топографических карт и свободное от искажений углов, расстояний и площадей, присущих любым картографическим проекциям.

Полнота состава семантических характеристик пространственных объектов для ЦММ может и должна быть значительно шире, чем для ЦТК.

Правила цифрового описания для цифровой модели местности (ЦММ) не должны содержать ограничений, препятствующих автоматизированному (с возможно более высокой степенью автоматизации) конвертированию пространственных данных в различные цифровые форматы.

И здесь не нужно в очередной раз «изобретать велосипед» в области стандартизации: достаточно осуществить в полном объеме технически и терминологически грамотный перевод серии 19100 стандартов ИСО и принять их в качестве национальных стандартов, что будет весомым вкладом в реализацию инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации (далее — ИПД РФ).

2. По моему мнению, сама постановка вопроса не вполне корректна, и связано это с несовершенством ГОСТ Р 53339-2009 «Данные пространственные базовые. Общие требования». Множества «базовые пространственных данные» (далее — БПД) и «цифровая топографическая карта» являются пересекающимися. Аналогичная ситуация и с другой парой понятий — «базовые пространственные объекты» и «картографические объекты». Непересекающиеся части указанных выше множеств содержат специфические «картографические» объекты ЦТК (координатные сетки, шрифты, подписи, условные знаки, выходные сведения и т. п.).

До настоящего времени БПД на практике (в рамках государственных и муниципальных заказов) в подавляющем большинстве случаев создаются в виде ЦТК и цифровых топографических планов.

3. «Жесткая линейка» масштабов и «принятая система условных обозначений» — это результат кропотливой работы нескольких поколений отечественных картографов. В связи с этим желательно придерживаться установленной системы условных обозначений пространственных объектов. Необходимость сохранения линейки масштабов определяется исключительно предназначением топографических карт и планов: каждый масштаб предназначен для определенного круга задач. Отказ от принятой линейки масштабов может привести к несопоставимости результатов картографо-геодезических работ и свести на нет усилия по созданию и развитию ИПД РФ.

Имеет смысл подискутировать отдельно на тему сокращения линейки масштабов, исключив некоторые близкие, смежные, масштабы (описания пространственных данных которых практически сопоставимы по полноте содержания, детальности и точности) и оставив, например, масштабы, кратные 4–5.

4. В связи с тем, что вопрос 4 является модификацией вопроса 3, ответ на него аналогичен.

5. Отказываться от «полистного изготовления топографических карт» представляется нерациональным по причине того, что хранение и ведение набора пространственных данных в виде ЦММ в любом случае будет осуществляться на конкретную, ограниченную своими размерами территорию. Дискуссионным остается лишь вопрос о форме и размерах элементарных участков указанной выше территории. При использовании более перспективной формы ЦММ (по сравнению с ЦТК) представляется естественным ограничить размеры этой территории стандартизованными значениями в градусах по широте и долготе на поверхности общеземного или референц-эллипсоида Красовского.

6. Естественно нет. Кроме того, в серии 19100 международных стандартов ИСО в качестве одного из главных «инфрастуктурных» стандартов признан специальный стандарт, устанавливающий требования к межплатформенному описанию пространственных данных для целей их интероперабельности и визуалиции в среде Интернет: ISO 19136-2007 Geographic information — Geography Markup Language (ИСО 19136-2007 «Географическая информация — Географический язык разметки»).

7. ТЗ НИР имеет недостатки, достаточно полно указанные участниками настоящей дискуссии.

Однако для развития ИПД РФ гораздо важнее прояснение терминологической неопределенности (с составом БПД), заложенной в Концепции создания и развития ИПД РФ и национальном стандарте ГОСТ Р 53339-2009 «Данные пространственные базовые. Общие требования», до сих пор не позволяющей государственным заказчикам уяснить, что мировой тенденцией развития ИПД является представление пространственных данных в виде «геоинформационных» моделей (ЦММ) с использованием серии стандартов 19100 ИСО.