автореферат диссертации по геодезии, 05.24.01, диссертация на тему:Геодезическая пространственная информационная система для обеспечения устойчивого развития территорий

доктора технических наук
Карпик, Александр Петрович
город
Новосибирск
год
2004
специальность ВАК РФ
05.24.01
цена
450 рублей
Диссертация по геодезии на тему «Геодезическая пространственная информационная система для обеспечения устойчивого развития территорий»

Автореферат диссертации по теме "Геодезическая пространственная информационная система для обеспечения устойчивого развития территорий"

УДК 26.8: 004+528.94

На правах рукописи

Карпик Александр Петрович

ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ ТЕРРИТОРИЙ

25.00.32 «Геодезия»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

Новосибирск - 2005

Работа выполнена в Сибирской государственной геодезической академии.

Научный консультант - доктор технических наук, заслуженный работник геодезии и картографии РФ Каленицкий Анатолий Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Демьянов Глеб Викторович; доктор географических наук, профессор Тикунов Владимир Сергеевич; доктор технических наук, профессор Гуляев Юрий Павлович

Ведущая организация - Московский государственный университет

геодезии и картографии (МИИГАиК)

Защита состоится 21 апреля 2005 г. в 14.00 час. на заседании диссертационного совета Д 212.251.02 при Сибирской государственной геодезической академии (СГТА) по адресу: 630108, Новосибирск, ул. Плахотного,10, СГГА, ауд. 403.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГТА Автореферат разослан« » 2005 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета

Середович В.А.

Изд. лиц. ЛР № 020461 от 04.03.1997. Формат 60 х 84 1/16. Печать цифровая Усл. печ. л. 2,96. Уч.-изд. л. 2,00. Тираж 100 экз.

Заказ Z8

Редакционно-издательский отдел СГТА 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 10.

Отпечатано в картопечатной лаборатории СГГА 630108, Новосибирск, ул. Плахотного, 8.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современная геодезия охватывает, в широком смысле, междисциплинарный научный и производственный комплекс, предназначенный для определения формы, размеров и гравитационного поля Земли, проведения топографических съемок и получения картографического изображения ее поверхности, для обеспечения решений оборонных, экологических, управленческих и разнообразных инженерных задач, что традиционно составляет содержание геодезического обеспечения территорий.

До сравнительно недавнего времени геодезическое обеспечение территорий характеризовалось отраслевой и картографической специализацией. Геодезическая отрасль на основе заявок других отраслей создавала геодезические сети и топографические карты и формировала геодезическо-картографические территориальные фонды, которые использовались геодезическими службами других отраслей для создания специализированных геодезических сетей и тематических графических карт. Последние применялись для планирования, проектирования, управления, отраслевого изучения территории и создания геоде-зическо-картографических отраслевых фондов. При этом крайне редко применялось комплексное использование отраслевых материалов, особенно графических карт, ввиду чрезвычайной сложности и трудоёмкости их совмещения.

Развитие экономики и общества в современных условиях неразрывно связано с многогранной актуальнейшей проблемой человечества - обеспечением устойчивости развития территорий. Проблема создания новой модели развития включает множество аспектов, как. например, характер производства и потребления, оценка численности населения, социальное неравенство, выбросы в атмосферу парниковых газов, сохранение лесного покрова планеты и биоразнообразия и др.

Одним из обязательных условий обеспечения устойчивости развития территорий является мониторинг изменений (выявление, оценка значимости, расчёт ближайших и отдалённых последствий), происходящих на территории под воздействием природных и техногенных факторов. Для осуществления мониторинга необходимо комплексное изучение территории с участием отраслей, использующих информацию о географическом пространстве - геоинформацию -и совместный анализ полученных результатов. Традиционно комплексное и отраслевое изучение территорий базируется на геодезическом обеспечении. Однако в настоящее время оно должно удовлетворять требованиям совместного использования геоинформации для выявления изменений в объектах жизнедеятельности различных отраслей.

Таким образом, исходя из новых потребностей экономики и общества, усложнения состояния окружающей среды за счёт техногенной составляющей, рамки геодезического обеспечения существенно расширяются, а его содержание изменяется. С одной стороны, появляются новые задачи и условия, а с другой стороны, в соответствии с научно-техническим прогрессом, разрабатываются новые методы и технологии решени г 1

БИБЛИОТЕКА I 3

С.1Г О»

В качестве новой цели геодезического обеспечения устойчивого развития территорий выступает потребность в интегрировании в единой координатно-временной системе геоинформации различных отраслей экономики в общее информационное пространство, построенное на единой идеологии, единых принципах и удовлетворяющее единым требованиям. Современное геодезическое обеспечение должно удовлетворять новым целям, условиям и требованиям: во-первых, быть основой для взаимной увязки и совместного использования множества природных и экологических пространственных характеристик и, во-вторых, позволять сохранять и сопоставлять модели состояний территории современных и прошлых периодов. Кроме того, обязательным является требование представлять результаты в цифровой форме, обеспечивающей компьютерный анализ и геоинформационную обработку данных.

В силу приведенных причин, требований и условий, в геодезии в настоящее время активно формируется и развивается новое комплексное направление, связанное с применением современных гсоинформационных методов для получения и использования пространственной информации о территориях всех иерархических уровней.

В процессе становления и формирования указанного направления возникла крупная научная проблема приведения геодезического обеспечения территорий в соответствие с современными требованиями на новой методологической и технологической информационной основе с учетом потребности в их устойчивом развитии.

В диссертации предлагается системное решение рассматриваемой проблемы путем формирования нового уровня геодезической деятельности - геодезического информационного обеспечения. Он представляет обобщающий продукт этого решения в виде геодезической пространственной информационной системы обеспечения устойчивого развития территорий, ориентированной на формирование и использование структурированной системы цифровой пространственной информации о территории, названной нами геоинформационным пространством.

Таким образом, геодезическое обеспечение устойчивого развития территорий в современных условиях приобретает форму системного интегрирующего компонента, предназначенного для формирования общего многоаспектного геоинформационного пространства, отображающею всю совокупность пространственных характеристик территорий. Реализация рассматриваемой научной проблемы путем разработки геодезической пространственной информационной системы является актуальной, имеющей важное народно-хозяйственное значение.

Научную базу в обласги применения системного подхода и методов геоинформатики в геодезических науках составляют теоретические исследования, методические и технологические разработки ученых многих стран мира.

Значительный вклад в развитие геоинформационного направления в геодезических науках внесли отечественные учёные: Берлянт A.M., Гук А.П., Жалков-ский Е.А., Журкин И.Г., Кощкарёв A.B., Лисицкий Д.В., Мартыненко А.И., Сави-

ных В.П., Тикунов B.C., Чсркашин А.К., Цветков В.Я. и другие. Из зарубежных учёных необходимо отметить: P.A. Burrough, J.A. Dangermond, M.F. Goodchild, W. Huxhold, M. De Mers, F. Ormeling, R.F. Tomlinson.

В области системного формирования в геодезических науках широкое признание получили труды отечественных и зарубежных ученых: Антипова И.Т., Бывшева В.А, Гуляева Ю.П., Клюшина Е.Б., Конусова В.Г., Маркузе Ю.И., Неймана Ю.М., Панкрушина В.К., Ямбаева Х.К., D. Dikson.

Степень разработанности проблемы характеризуется разрозненностью выполняемых исследований и разработок, зачастую не отвечающих условиям системного подхода и не имеющих общих методологических принципов. Большинство из них не ориентированы на обеспечение устойчивости развития территорий и на комплексное применение геодезических и геоинформационных методов, на получение и использование цифровых пространственных данных, информации и моделей. Поэтому огромные потенциальные возможности геодезического обеспечения по комплексному позиционированию, интегрированию на системных принципах всего множества информационных компонентов, характеризующих территории, многомерному моделированию и компьютерному пространственному анализу окружающего мира реализуются в значительной степени недостаточно. Все это усиливает актуальность проблемы и определяет предпосылки к ее разработке на современном научно-техническом уровне.

В рамках представленной диссертации выполнены исследования для исходного локального уровня пространственной иерархии и, частично, для регионального. Локальный уровень является основополагающим, наиболее содержательным и трудоемким. Он служит базой для обобщения информации и выявления закономерностей устойчивости развития территорий на более высоких иерархических уровнях. В современных условиях недостаточного финансирования научно-технических разработок средства для создания геодезических пространственных информационных систем находятся, как правило, для территорий локальных уровней.

Целью исследования являлось методологическое и технологическое обоснование геодезической пространственной информационной системы, ориентированной на геодезическое информационное обеспечение устойчивого развития территорий.

Для достижения поставленной цели исследования решены следующие основные задачи:

- выполнен анализ современного состояния и задач геодезического обеспечения территорий в интересах их устойчивого развития;

- обоснована системная связь устойчивого развития с его геодезическим информационным обеспечением;

- обоснована методология, система поня тий, информационная и функциональная структура геодезической пространственной информационной системы;

- сформулированы принципы формирования, сущность, характеристики, состав и структура геоинформационного пространства;

- разработана общая технология создания и функционирования геодезической информационной пространственной системы;

- сформулированы требования к составу, содержанию и технологии ведения территориального банка данных, предназначенного для хранения геоинформационного пространства;

- выполнена оценка потенциала спутниковых методов координирования для мониторинга территорий;

- выполнен анализ, обобщение и структурирование базовых функций инструментальных ГИС с позиций их применения при геодезическом обеспечении территорий;

- выполнен анализ математического обеспечения функционирования ГИС при решении задач геодезического информационного обеспечения;

- апробированы разработанные методические и технологические основы создания геодезической пространственной информационной системы.

Достоверность результатов исследований и разработок подтверждена экспериментально. '

Объектом настоящих исследований является геодезическое информационное обеспечение устойчивого развития территорий как принципиально нового уровня выполнения геодезических работ.

Предметом исследования служит геодезическая пространственная информационная система создания, ведения и использования геоинформационного пространства.

Теоретическая и методологическая база исследования. Для обоснования теоретических обобщений, принципов и заключений использовались методология системного подхода, формально-логический и экспертный методы. Для обоснования рекомендаций и решения практических задач использовались методы геоинформационного моделирования и картографирования с применением компьютеров и ГИС.

Научную новизну исследований отражают следующие результаты:

- впервые определена системная связь устойчивого развития и геодезического информационного обеспечения и установлены их структурно-функциональные зависимости;

- обоснованы и предложены концепция, принципы и система понятий геодезического информационного обеспечения территорий для устойчивого развития, функциональная, информационная структура, технология создания и функционирования геодезической пространственной информационной системы;

- теоретически обоснованы и разработаны методологические и техноло- , гические принципы построения, создания и ведения геоинформационного пространства;

- обоснован необходимый набор функций и технологических средств,

состав математического обеспечения и структура программного обеспечения <

для создания, ведения и использования геоинформационного пространства.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке концепции, принципов, методологических и технологических основ геодезического информационного обеспечения территорий с целью их устойчивого развития, создания и функционирования единой геодезической пространственной информационной системы, формирования, ведения и использования геоинформационного пространства.

Научные положения, выносимые на защиту:

- концепция, принципы и система понятий геодезического информационного обеспечения территорий обеспечивают интеграцию информационных ресурсов различных отраслей на единой пространственной основе;

- информационная и функциональная структура, технология создания и функционирования геодезической пространственной информационной системы позволяют реализовать системный подход к решению проблемы геодезического обеспечения устойчивого развития территорий;

- методологические и технологические принципы построения, создания и ведения геоинформационного пространства на основе необходимого набора функций, средств математического и программного обеспечения определяют его структуру и содержание, как интегрированную пространственную модель территории, позволяющую создавать, вести мониторинг и использовать геоинформационное пространство для решения задач устойчивого развития территорий.

Практическая значимость работы. Выполненные в работе исследования и разработки в области геодезического информационного обеспечения территорий для их устойчивого развития, создания и функционирования геодезической пространственной информационной системы, создания, ведения и использования геоинформационного пространства позволяют осуществлять практическую деятельность и реализацию конкретных территориальных геодезических и геоинформационных проектов, а также готовить специалистов в этом направлении.

Реализация основных результатов исследования осуществлялась в рамках выполнения хоздоговорных и госбюджетных НИР по заказам Министерства образования РФ, МВД, ГИБДД, отделов вневедомственной охраны, органов административной власти, комитетов по земельным ресурсам и землеустройству различного уровня и других организаций. В частности, выполнены работы по созданию геоинформационной основы земельного кадастра; земельно-информационной системы районов Новосибирской области; геоинформационных моделей и цифровой карты города Урай и его окрестностей; системы геомониторинга, автоматизированной технологии паспортизации и инвентаризации автомобильных дорог, цифровых кадастровых ортофотопланов автомобильных дорог; справочно-картографичсской ГИС для специалистов и широких слоев населения (концепции и типовые технические требования).

Основные положения диссертации используются в учебном процессе СГГА при изучении специальных дисциплин для студентов специальностей «Прикладная геодезия», «Астрономо-геодезия», «Космическая геодезия», «Информационные системы и технологии», «Картография» и «Геоэкология».

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на международной научно-практической конференции «Проблемы кадастра и планирования городских территорий» (г. Красноярск, 1996 г.); на международной конференции Интеркарто-3 «ГИС для устойчивого развития окружающей среды» (г. Новосибирск, 1997 г.); на международной научно-технической конференции, посвященной 65-летию СГГА (г. Новосибирск, 1998 г.); на третьем Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (СО РАН, г. Новосибирск, 1998 г.); на международной научно-технической конференции, посвя-

щенной 220-летию со дня основания Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) (г. Москва, 1999 г.); на четвертом Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (СО РАН, г. Новосибирск, 2000 г.); на VII научной конференции по тематической картографии «Картографическое и геоинформационное обеспечение управления региональным развитием», посвященной 45-летию института географии СО РАН (г. Иркутск, 2002 г.); на 1ЛП международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию СГГА «Современные проблемы геодезии и оптики» (г. Новосибирск, 2003 г.); на ЫУ научно-технической конференции, посвященной 225-летито геодезического образования в России «Современные проблемы геодезии и оптики» (г. Новосибирск, 2004 г.); на международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК (г. Москва, 2004 г.).

Публикации (по теме диссертации). По результатам исследований опубликованы одна монография и 20 научных статей.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, заключения и списка использованной литерагуры из 305 наименований.

Разделы диссертации

1. Анализ состояния проблемы геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий.

2. Методологические основы системного геодезического информационного обеспечения устойчиво! о развития территорий.

3. Сущность и методологические основы построения I еоинформационно-I о пространства.

4. Технологические основы создания геодезической пространственной информационной системы.

5. Оценка возможностей мониторинга территорий геодезическим спутниковым методом.

6. Геодезическое информационное обеспечение территорий на основе геоинформационных технологий.

7. Опыт применения геодезической пространственной информационной системы.

Текст диссертации изложен на 295 страницах машинописного текста, содержит 79 рисунков и 12 таблиц.

Автор выражает глубокую признательность и благодарность ректору Сибирской государственной геодезической академии, профессору Лесных Ивану Васильевичу и проектору по научной работе, профессору Середовичу Владимиру Адольфовичу за поддержку в процессе работы над диссертацией.

Также автор выражает благодарность за консультации при написании диссертации научному консультанту, доктору технических наук Каленицкому Анатолию Ивановичу.

Особую благодарность автор выражает коллективу кафедры инженерной геодезии и информационных систем СГГА, а также молодым ученым и аспирантам, которые принимали участие в выполнении госбюджетных и хоздоговорных НИР, результаты которых приведены в диссертации.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, показана степень разработанности проблемы, сформулированы цель и задачи, объект и предмет исследования, научная новизна и значимость, приведена реализация основных результатов работы, её структура, а также научные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Анализ состояния проблемы геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий» показано, что устойчивое развитие территорий базируется на выявлении и изучении фундамен-1 альных взаимодействий между обществом и природой, связей между процессами хозяйственной деятельности и эколого-социальными характеристиками конкретных территорий. Для этого требуются новые методологические подходы к принятию решений, междисциплинарные проблемно-ориентированные исследования, создание соответствующей информационной инфрастуюуры.

Одним из важнейших элементов этой информационной инфраструктуры является геодезическое информационное обеспечение (ГО), которое формируется под влиянием потребности в комплексном многоотраслевом информационном системном обеспечении устойчивого развития территорий, научно-технического прогресса в области геодезических измерений и компьютерных технологий, развития и использования геоинформатики в геодезии.

Предметом геодезии являются пространственные отношения и форма объектов и явлений окружающего мира, что подтверждено историей её развития. Как техническая наука, геодезия занимается разработкой методов, средств и технологий получения информации, характеризующей пространственно-временное состояние объектов реального мира, хранения и использования её для создания математических, цифровых и графических моделей объектов. Пространственно-координированная информация получается в результате производства геодезических измерений в координатной системе. Поэтому геодезическая составляющая является обязательной частью геоинформации. В свою очередь, геоинформационное моделирование решает проблемы моделирования объектов геопространства. Всё это обусловливает эффективность применения геоинформатики в геодезии и необходимость разработки геодезической информационной системы на единой понятийной основе.

На основе анализа состояния проблемы геодезического обеспечения территорий, предложены определения геоинформации и геоинформатики как новой научной дисциплины, показана ее связь с геодезией.

Во втором разделе «Методологические основы системного геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий» исследована системная связь устойчивого развития территории с его геодезическим информационным обеспечением.

На рисунке 1 представлена обобщенная схема геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территории. Показана его связь с подсистемами натурных наблюдений, обработки, моделирования, оценки и прогнозирования, а также регулирования (управления). С течением времени террито-

рия, как ограниченная часть ландшафтной оболочки Земли, подвергав 1ся природным и антропогенным воздействиям. Последствия этих воздействий должны бьпь зафиксированы и определены. Результаты наблюдений используются для экспершой оценки, прогноза развития, проектирования мероприятий, необходимых для корректировки антропогенных воздействий и параме!ров устойчивого развития. Регулирование устойчивого развития территории осуществляется путём реализации проектов мероприятий.

Природные и антропо! енные воздействия

11арамары усюйчивого развития

Рисунок 1 - Обобщенная схема геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территории

Процессы наблюдений, обработки, моделирования, оценки и прогнозирования выполняются с использованием отраслевых технологий При этом координирование объектов территории в ходе наблюдений и обработки выполняется

с использованием геодезических технологий, а геоинформационные технологии используются для моделирования объектов и оценки их пространственного положения.

Таким образом, геодезическое информационное обеспечение, основанное на современных геодезических и геоинформационных технологиях, является важнейшим элементом мониторинга изменений, происходящих на территории под воздействием природных и антропогенных факторов.

В диссертации предложена схема системной связи геодезического информационного обеспечения с устойчивым развитием территории. В верхней части рисунка 2 изображена территория в эпохи N -1, N. N + 1, в которые фиксируется состояние устойчивости её развития. В эпоху N экономика и общество оказывают на территорию воздействие (сплошные стрелки), влияющее на устойчивость её развития. Воздействие оказывается как неорганизованно (браконьерство, несанкционированные свалки и пр.), так и организованно в результате деятельности отраслей народного хозяйства. Кроме физического воздействия отрасли осуществляют сбор информации о территории и об её устойчивом развитии (пунктирные стрелки).

Геодезическое информационное обеспечение осуществляется геодезической отраслью, которая непосредственно не оказывает физическое воздействие ни на территорию, ни на устойчивость её развития. Геодезическое информационное обеспечение осуществляет сбор геоинформации о территории и её устойчивом развитии непосредственно (двойная пунктирная стрелка) и в составе отраслей.

Устойчивое развитие ставит перед геодезическим обеспечением задачи, которые обусловливают необходимость новых функций в составе геодезического информационного обеспечения. С другой стороны, современные возможности научно-технического прогресса предоставляют новые средства для осуществления геодезического информационного обеспечения. К ним относятся: компьютеры, спутниковое определение пространственного положения, дистанционное зондирование Земли, изучение пространства сканерными методами, ГИС, СУБД и др.

Новые функции и средства обусловливают, наряду с совершенствованием существующих, разработку новых технологий геодезического информационного обеспечения:

- создания и ведения координатно-временных спутниковых систем;

- сбора геоинформации в цифровой форме;

- создания и ведения геоинформационного пространства;

- геоинформационного моделирования;

- геоинформационного картографирования;

- пространственно-временного анализа и проектирования.

В работе обоснована и сформулирована система понятий геодезического информационного обеспечения. В географической оболочке Земли (геонро-странстве) по административной принадлежности, географическим объектам или иному признаку выделяются территориальные образования - территории.

Рисунок 2 - Схема системной связи геодезического информационного обеспечения с устойчивым развитием территории

Одним из условий обеспечения устойчивого развития территорий является производство комплексных, наблюдений за их современным состоянием, выявление и анализ происходящих изменений по сравнению с предшествующими состояниями, а также прогнозирование вероятных последующих состояний.

Комплексные наблюдения выполняются за совокупностью пространственных объектов, составляющих геопространство.

Изучение территорий выполняется отраслями со своей направленностью и выделением тематических предметов. «Основное отличие предмета от объекта заключается в том, что в предмет входят лишь главные, наиболее существенные (с точки зрения данного исследователя) свойства и признаки». Предложено следующее определение: пространственный предмет это выделяемый оператором на рассматриваемом геопространстве объект, обладающий лишь главными, наиболее существенными, с точки зрения решаемой пространственной задачи, свойствами.

Поэтому разные специалисты (субъекты наблюдений) выделяют в пределах изучаемой территории разные предметы: топографические, кадастровые, геологические, лесотаксационные, почвенные, экологические и др., характеризуемые разными тематическими ("семантическими,) свойствами.

Однако общим свойством для всех тематических предметов территории является их пространствегшость, т. е. расположение в определённом месте геопространства (месторасположение) и обладание размером и формой. Про-с гранственность измеряется и описывается координатами контурных (поверхностных) репрезентативных точек предмета в геодезических или географических координатно-временных системах и образует геометрическую часть (составляющую) геоинформации.

При непосредственном измерении пространственности на детальном уровне (до масштаба 1 : 50 ООО) используются геодезические технологии. 11а более обобщенных уровнях пространственность отображается в результате генерализации геоинформации или её производных (моделей) детального уровня. На региональном и глобальном уровнях детальности пространственность тематических предметов обеспечивается позиционированием по отношению к основным топографическим предметам.

В качестве вспомогательного средства описания пространственности используются адресная, индексная, объектная и другие системы позиционирования, имеющие в целом координатную привязку.

Кроме пространственных свойств, пространственный предмет характеризуется своим главным качеством (характеристическим свойством), которое позволяет выделять его из множества других и определяет тип пространственного предмета в соответствии с некоторой отраслевой классификацией. Примеры типов: мост, река, строение, земельный участок, выдел и т. п.

В совокупности указанные виды информации образуют геоинформацию: пространственную информацию в компьютерно-воспринимаемой форме о типе, местоположении, размерах и форме предмета территории.

Кроме пространственных свойств, пространственные предметы обладают бесконечным множеством непространственных (семантических) свойств, которые

изучаются в наборе, устанавливаемом потребителем. Набор непространственной (атрибутивной) информации не является исчерпывающим. Эта информация собирается, накапливается, хранится, обновляется и интерпретируется, используется для поиска и группировки, но не подвергается геоинформационной переработке, моделированию и анализу.

Результаты комплексных наблюдений в виде геоинформации различной тематики и детальности используются для моделирования предметов в виде пространственных объектов. Пространственные объекты это компьютерно-воспринимаемые модели пространственных предметов территории и их отношений, под которыми понимаются как физические объекты, так и процессы, явления и события.

Совокупность пространственных объектов является геоинформационной моделью территории и используется для изучения и пространственного анализа с целью обеспечения устойчивого развития территорий.

Концепция геодезического информационного обеспечения базируется на целевой ориентации процесса информационного обеспечения экономики и общества на пространственные свойства территории. При этом в качестве средства геодезического информационного обеспечения (субъекта деятельности) предлагается геодезическая пространственная информационная система (ГТТИС), базирующаяся на современных средствах производства геодезических работ, компьютерной обработки данных и геоинформационных технологиях. Геодезическая пространственная информационная система обеспечивает получение, сбор, обработку, интеграцию, хранение, мониторинг, доступ, моделирование, анализ, использование, распространение и визуализацию геоинформации и её производных с использованием аппаратно-программных человеко-машинных комплексов.

Системное представление геодезического информационного обеспечения показывает, что его основной результирующей функцией является подготовка пространственных решений (/7). Этот процесс базируется на результатах пространственного анализа территории (17а), для которого необходимы соответствующие модели, поэтому третьей функцией является моделирование территории (Рт). Однако для моделирования необходимы исходные данные, поэтому четвертой функцией является сбор данных (или изучение территории), а пятой функцией - подготовка геоинформации и ). Наконец, для контроля и восприятия человеком результатов пространственного анализа необходима шестая функция - визуализация (/V). Создание цифровых карт (Рс) является дополнительной, седьмой функцией, предшествующей визуализации и обеспечивающей её реализацию.

В формально-логическом представлении перечисленные функции можно описать в порядке их осуществления в технологическом процессе: от изучения территории до визуализации результатов.

Сбор данных о территории или её изучение. Территория может изучаться непосредственно или опосредованно, т е. по материалам геоинформационного значения

Опосредованное изучение территории может использоваться как самостоятельный, единственный вид изучения, либо дополнять результаты непосредст-

венного изучения. В любом случае оно начинается с выявления и сбора наиболее достоверных источников данных о территории.

Совокупность полученных при непосредственном изучении топологических (О,), идентификационных (Д), геометрических (0£) и семантических (В5)

данных образует первичные данные о территории, иначе - геопространственные первичные данные (5).

Таким образом, функция ^ осуществляет отображение пространственных (Ср) и непрострапствепных (Сир) свойств рассматриваемой территории в множество 5

где С=\Ср,Сир\ и 5 =

В ходе информационного отображения территории осуществляется преобразование геопространственных первичных данных в геоинформацию: геометрические данные подвергаются вычислительной обработке, при которой вычисляются и уравниваются координаты и, при необходимости, высоты репрезентативных точек, а растровые геометрические данные приводятся к единой системе. При этом используется исходная информация в виде координат и высот опорных точек в заданной координатной системе и картографической проекции. Таким образом, получается геометрическая информация (/?).

Топологические данные из схематического графического изображения территории преобразуются в цифровую табличную форму описания контуров и предметов - топологическую информацию (/Д которая совместно с геометрической информацией образует пространственную информацию (1р), полностью отображающую пространственные свойства предметов.

Обработка семантических данных состоит в систематизации, классификации и кодировании характеристик непространственных свойств предметов. В результате обработки получается атрибутивная информация (Iа), включающая тип пространственного предмета и его всевозможные свойства.

Идентификационные данные используются при обработке без изменения и (как составная часть) входят в пространственную и атрибутивную информации, обеспечивая их однозначную связь для каждого предмета.

Упорядоченная совокупность геометрической, топологической и атрибутивной информации о типе предмета территории образует I соинформацию (7), т. е.

тЯе1 = {1р,1а}; Iр ={!,,!,}.

Наличие геоинформации позволяет моделировать территорию и, в частности, создавать её геоинформационную (цифровую) модель. Формально сущность процесса моделирования территории соответствует выражению

причём используются два основных подхода к описанию территории: структурное, с выделением пространственных объектов и неструктурированное представление в виде ячеек, в которых заданы усреднённые значения характеристик этой части территории.

Поэтому множество моделей М, в свою очередь, представляет собой совокупность подмножеств векторных (Mv) и растровых (Мг) моделей:

М = {Mv,Mr}-

Атрибутивная информация не образует самостоятельную модель, а до- ,

полняет векторную (или вскторно-топологическую) модель пространства. При этом она может входить составной частью в описание каждого пространственного объекта либо содержаться в атрибутивной базе данных, единой для всего рассматриваемого пространства. х

Модель территории, как правило, состоит из тематических слоев, в которые группируются пространственные объекты, относящиеся к одной теме (классу) объектов: растительность, земельные участки и т. п. или одной мер-носш: нульмерные, одномерные и двухмерные. В отдельный слой моделируется поверхность (рельеф). При этом используется совокупность высот или отметок глубин в узлах регулярной решётки (матрица высот), многогранная поверхность на основе нерегулярной треугольной сети (TIN) или совокупность записей изолиний (горизонталей, изобат, изогипс и др.).

Пространственный анализ. Векторные и растровые модели территории используются для пространственного анализа, выполняемого с помощью программного обеспечения ГИС, которое реализует ряд функций. В результате пространственного анализа модель территории (А) дополняется новыми объектами, вырабатывается оценка территории или происходящих на ней процессов в том или ином аспекте.

Формально пространственному анализу соответствует выражение

Fa :М-*А.

Подготовка пространственных решений. Пространственное решение -это проект действия (R) по пространственному преобразованию либо непосредственно самой территории, либо происходящих на ней процессов.

Пространственное решение принимается на основе проекта пространст- 1

венного преобразования рассматриваемой территории. Проект преобразования -это модель рассматриваемого пространства с включением/выключением элементов, полученных в результате пространственного анализа, проектирования < управления или преобразования пространства. Как правило, создаётся несколько моделей, необходимых для сравнения, обоснования и выбора оптимального решения.

Процесс подготовки пространственных решений формально может быть выражен как

Fp : М kj А R.

Создание цифровых карт. На основе векторных моделей территории, в том числе результатов пространственного анализа или пространственных решений, которые в большинстве случаев также представлены в форме векторных моделей, создаются и используются различные цифровые (С) модели (цифровые карты и разрезы).

Визуализация. Для визуального восприятия человеком картографического изображения создаются электронные (Е) карты и разрезы в растровом формате и их графические (<У) копии - карты.

Рс:\М\/А}л/ч11^С и ^ : {М V А V С}л /V Я Е <7.

В результате детального рассмотрения процессов функционирования геодезического информационного обеспечения предложена его структурно-функциональная модель, изображенная на рисунке 3.

Рисунок 3 - Струкгурно-функциональная модель системного геодезического информационного обеспечения

В формальном выражении суть системного геодезического информационного обеспечения, реализуемого в форме ГПИС, представлена комплексной функцией Р, осуществляющей преобразования на множестве геопространственных компьютерно-воспринимаемых данных В, то есть,

ГПИС = {р,й}, где ^ = Ра, Рс,

На основании выполненных исследований разработана информационная модель геодезической пространственной информационной системы с основными вариантами использования и преобразования геоинформации, представленная на рисунке 4.

Геопространственные данные

Опера- Простран ственные предмета. Геоинформационное пространство

торы Первичные данные Геоинформация Модели Результаты анализа Проекты I преобра- Карты зования

s а

о. й

& S

s а

й Я

S S

а §

01 111 S1 н ( Ipl

Ial

02 П?

ОЗ 113

геоинформационное пространство

Рисунок 4 - Информационная модель геодезической пространственной информационной системы

По каждому из пяти показанных на рисунке 4 вариантов функционирования системы свойства рассматриваемой территории или источники данных о ней изучают соответствующие специалисты операторы (Oi), выделяя на основе задания пользователя и своих знаний множество пространственных предметов (ГЙ), первичных данных о них (Si) и создавая специализированную пространственную (Ipi) и атрибутивную (lai) геоинформацию, предназначенную для решения

определённых задач и для определённого круга потребителей. С использованием геоинформации могут создаваться специализированные модели территории (М2 ... М4), результаты анализа (АЗ и А5), проекты преобразования территории (Я4 и 115), а также разного вида карты (КЕ2 ... Е5).

Результаты множества изучений в виде совокупности геоинформации, моделей территории, результаты пространственного анализа, пространственных проектов, а также ЦК и ЭК составляют содержание геоинформационного пространства (ТИП), в какой-то мере приближённо отражающее моделируемые свойства рассматриваемой территории, необходимость и возможности её преобразования.

Таким образом, геоинформационное пространство следует рассматривать как информационную координированную компьютерную совокупную модель территории (<7), т. е.:

где Ое={1,М,А,К,К,Е},

Ру - множество параметров ¡-го представления ]-го подмножества множества Ц.

При проведении пространственного анализа и подготовке пространственных решений используются результаты комплексных отраслевых исследований рассматриваемой территории. Для обеспечения возможности совместного использования результатов различных изучений территории необходимо соблюдение требования их единства Если обеспечить единство: системы координат (и высот, и времени), системы идентификации пространственных объектов, форматов геометрических и топологических данных, систем классификации и кодирования информации о типах предметов, то такое геоинформационное пространство может быть названо единым геоинформационным пространством

Таким образом, если ввести условие единства сходственных параметров: Рх пР2 гл...глРк=РЕ и обозначить ЕГИП через С Е, получим

Концепция единого геоинформационного пространства отражает объективную необходимость объединения результатов изучения территории разными отраслевыми операторами, что позволяет всесторонне и глубоко изучать её при оптимальных затратах и избегать противоречий при принятии пространственных решений. Единое геоинформационное пространство по своей сути является некоторой интегрированной моделью территории и основным компонентом геодезического информационного обеспечения. При этом речь идёт о создании, актуализации и использовании пространства, включающего частные геоинформационные пространства различных однопрофильных или многопрофильных ГИС, вплоть до образования международной геоинформационной инфраструктуры.

Выше рассмотрена функциональная структура геодезической пространственной информационной системы в статике, хотя фактически необходимо учи-

(2)

(ЕГИП).

(3)

тывать условия динамичности. Источников динамичности два: объективный и субъективный.

Объективным источником динамичности является изменчивость состояния территории, когда в разные моменты времени г, Ф * состояние территории

разное Зщ^Бцф, следовательно, будут разными модели ф ) и функции При этом вероятность и скорость изменения различных пространственных объектов различна. Поэтому модель территории, созданная в некоторый момент времени, в другой момент времени уже не соответствует изучаемой территории, становится устаревшей и менее надёжной.

Мерами повышения надёжности в этой ситуации являются:

- изучение территории непосредственно перед решением задачи с последующим созданием или обновлением её модели; <

- мониторинг территории и корректура модели по наиболее значимым объектам.

Субъективным источником динамичности является многообразие задач и условий функционирования геодезической пространственной информационной системы. С течением времени потребители могут выдвигать новые задачи и условия (параметры) их решения. Тогда изменяется назначение функции Рр, следовательно, и

Таким образом, с учётом динамичности, сущность системы можно представить выражением:

ГПЖ>{(/А ,Г,Т}, (4)

где Р = и Т - функция времени.

Решение каждым потребителем своей задачи индивидуально и в масштабе общества сопряжено со значительными затратами, поэтому переход к единому геоинформационному пространству объективно необходим.

Таким образом, в процессе преобразования геодезическо-картографичес-кого обеспечения в геодезическое информационное обеспечение появляются новые задачи и новые функции, связанные с получением гсоинформации в цифровой форме, геомоделированием, формированием и ведением единого геоинформационного пространства, использованием ГИС и геоинформационного 1 картографирования.

Сопоставление геодезическо-картографического обеспечения и геодезического информационного обеспечения позволило выявить их принципи- ( альные отличия. Наиболее важные из них:

• проникновение геодезических методов непосредственно в отраслевые технологии и обеспечение интеграции геоинформации различных отраслей в единое геоинформационное пространство;

• расширение диапазона выполнения комплекса геодезических работ от сбора данных о территории до анализа и выработки проекта пространственного решения.

Исходя из выявленных отличий геодезического информационного обеспечения от геодезическо-картографического обеспечения, основное внимание в диссертационной работе уделено формированию и использованию геоинформационного пространства, как компонента, от организации и функционирования которого зависит эффективность современного геодезического информационного обеспечения вообще.

В третьем разделе «Сущность и методологические основы построения геоинформационного пространства» рассмотрены сущность, принципы построения, формирования, ведения и использования геоинформационного пространства, а также его составляющих: геоинформации, геоинформационных моделей, цифровых картографических изображений (картографических моделей).

В результате выполненного анализа, показано, что геоинформационное пространство формируется на основе баз геопространственных данных компьютерной среды с использованием геоинформации и моделей изучаемой территории. ПО ГИС использует составляющие геионформационного пространства с целью моделирования, решения пространственных задач, выработки пространственных решений и визуализации. Результаты функционирования программного обеспечения геоинформационной системы формируют, дополняют и обогащают содержимое геоинформационного пространства.

Выявлены принципиальные особенности геоинформационного пространства:

1) оно содержит информацию об изучаемой территории в упорядоченном виде: в виде геоинформации и множества её моделей, отображающих основные, необходимые одному потребителю или множеству потребителей пространственные предметы и их свойства;

2) в отличие от объективной реальности - изучаемой территории, оно проектируется и создаётся человеком, тем самым его свойства в значительной мерс предопределены в зависимости от решаемой задачи;

3) в отличие от описания территории, которое также является информационной моделью, его информация координирована, когда каждый её элемент имеет координатную привязку (пространственно-временные координаты);

4) оно существует только в компьютерной среде, включая все процессы создания, сохранения, преобразования, обновления и использования;

5) оно предназначено для компьютерного использования при решении пространственных задач, выявлении территориально распределённых закономерностей, выработке пространственных решений по управлению устойчивого развития территорий, жизнеобеспечению, сохранению природной среды, развитию общественного производства, при информационно-справочном и картографическом обеспечении населения, в качестве основы для создания и функционирования территориальных информационно-управленческих систем.

На основе вышеизложенного показано, что геоинформационное пространство является совокупностью цифровых описаний частных представлений изучаемой территории, созданных человеком в компьютерной среде и предназначенных для компьютерного использования при решении

пространственных задач и выработке пространственных решений. При

этом в комплекс решаемых пространственных задач может включаться и создание картографических произведений.

Соответственно сформулированной сути, геоинформационное пространство является комплексом трёх информационных массивов: геоинформации (ГИ), геоинформационных моделей (ГИМ) и цифровых картографических изображений (ЦКИ) в различных временных, тематических, детальных или иных аспектах.

Обозначив ГИ как /, ГИМ как М и ЦКИ как КЕ, получим:

С = /иМ иКЕ. (5)

При этом базовой, первичной является геоинформация - упорядоченная координированная информация о предметах территории в цифровой компьютерно-воспринимаемой форме, предназначенная в качестве исходного материала для создания геоинформационных моделей и цифровых картографических изображений в интересах конкретного или множества потребителей. Массив гсоинформации содержит упорядоченную по определённым правилам пространственную информацию о совокупности отдельных пространственных предметов территории. Составляющими элементами территориального геопространства являются пространственные предметы. Геоинформация о единичном пространственном предмете, которую обозначим как /е, является составляющим элементом геоинформации (ЭГИ) в целом о территории, т. е. /е е I. Таким образом, все действия (сбор, размещение, хранение, выборка) в массиве геоинформации осуществляются на множестве 1 отдельных /„.

На основе геоинформации создается геоинформационная модель, как информационная координированная компьютерная модель территории, представляющая совокупность пространственных объектов. Если массив геоинформации содержит упорядоченную информацию о пространственных предметах, то каждая геоинформационная модель содержит совокупность пространственных моделей этих предметов - ор (ор еМ). В этом состоит

принципиальное различие геоинформационной модели и геоинформации. При этом каждый пространственный объект содержит геомефический образ и атрибутивную информацию о его непространственных свойствах, т. е.

Геометрические образы отдельных пространственных объектов увязаны в единый геометрический образ территории. Таким образом, геометрические образы всех о р образуют два подмножества Ор^ и Ора общего массива М- орё и ора е Ора, причём геометрические образы отдельных пространственных объектов взаимно согласованы между собой, когда О =

Для построения каждой геоинформационной модели может использоваться множество геоинформации не полностью, а лишь как выборка для некоторой части изучаемой территории или пространственных предметов. Для построения контурной части моделей выбранных пространственных предметов 22

используется пространственная информация в полном объёме, а из всего объёма атрибутивной информации для этих же предметов выбирается минимально необходимая.

Таким образом, используя разные выборки пространственной информации из массива геоинформации, а также из массива атрибутивной информации, можно создать множество первичных геоинформационных моделей.

В этом случае, каждый пространственный объект геоинформационной модели будет соответствовать (полной или неполной) геоинформации о пространственном предмете:

при этом От и Орщ представляют собой выборки геометрических образов и атрибутов пространственных объектов ор1 из всего множества М.

В результате пространственного анализа множества первичных геоинформационных моделей, можно получить производные геоинформационные модели. Множество геоинформационных моделей, содержащихся в геоинформационном пространстве, включают как первичные, так и производные модели, являющиеся результатом выполненного анализа. В производных геоинформационных моделях появляются производные пространственные объекты, о которых в массиве геоинформации нет соответствующей информации. При необходимости производную геометрическую информацию о новых пространственных предметах с унаследованной производной атрибутивной информацией можно создать и сохранить в массиве геоинформации

На основе геоинформационной модели создаются цифровые картографические изображения, которые необходимы для восприятия человеком результатов компьютерной обработки и являющиеся информационной координированной компьютерной моделью картографического изображения территории. При этом каждому пространственному объекту геоинформациоттой модели соответствует некоторое множество элементарных картографических изображений (ЭКИ). Картографические изображения отдельных пространственных объектов увязаны в цифровые картографические изображения территории.

При сравнении геоинформационной модели и цифрового картографического изображения выявлены их принципиальные различия, проявляющиеся в реализации основных свойств картографического и геоинформационного моделирования территории - масштаб, картофафическая проекция, генерализация, объектовый состав и система условных обозначений.

В результате проведенных исследований выявлено, что геоинформационная модель, как цифровой объект, принципиально не имеет ограничения в размерах. Поэтому, при отображении даже самых обширных территорий не возникает проблема разделения их на части или уменьшения. В геоинформационной модели нет изображения, соответственно, нет свойства уменьшения и его характеристики в виде числового масштаба. Однако, как для любой мо-

(6)

дели, для геоинформационной модели необходима характеристика степени подобия моделируемой территории, в качестве которой предложено новое понятие - геоинформационный масштаб.

Степень подобия пространственных моделей можно охарактеризовать двумя раздельными показателями- детальности и точности. Приоритетным показателем является детальность. Сначала определяется необходимая слепень подробности выявления и отображения пространственных и непространственных свойств предметов, затем - точность измерений измеряемых свойств. При традиционном картографировании эти показатели практически увязаны и регламентируются масштабом, а точность измерений, превышающая графическую точность карты, не реализуема.

Показано, что в геоинформационной модели понятие масштаба при необходимости может быть связано с детальностью отображаемых элементов и точностью измерения отдельных точек. Однако делать это нецелесообразно, потому что точность координат контурных точек территории существенно различается. Во-первых, на любой территории можно выделить контуры с чёткими и с размытыми, нечёткими очертаниями. Соответственно, точность определения их координат различна. Во-вторых, координаты контурных точек определяются из геодезических построений разного порядка и, соответственно, с разной точностью.

Существенные различия геоинформационных моделей и цифровых картографических изображений проявляются в элементах математической основы -системе координат и проекции. Показано, что в геоинформационной модели нет настоятельной необходимости перехода от сферической поверхности на плоскость, как это требуют цифровые картографические изображения. Кроме того, картографическому проектированию свойственны те или иные искажения (углов, линий, площадей). В последние годы в связи с применением спутниковых методов определения пространственных координат в геодезии и при дистанционных методах зондирования Земли всё шире используется геоцентрическая прямоугольная система координат. Поэтому для геоинформационной модели эта система координат является предпочтительной, как наиболее общая. Однако, в связи с широким использованием карт в качестве исходных материалов и созданием цифрового картографического изображения, следует сохранять возможность использования картографических проекций и алгоритмов перехода к геоцентрической прямоугольной системе координат и обратно.

Важнейшим компонентом и геоинформационной, и картографической модели является 1енерализация, как результат процесса отбора и обобщения отображаемых в моделях пространственных предметов территории (и их характеристик). Однако геоинформационная и картографическая генерализации имеют принципиальные отличия, сущность которых рассмотрена в работе.

Кроме этого в геоинформации и геоинформационной модели содержатся пространственные предметы, а в цифровом картографическом изображении содержатся объекты карты - согласно ГОСТ 28441 - это «один или несколько условных знаков или подпись, отображаемые на карте».

В результате исследования процесса создания и эксплуатации геоинформационного пространства разработана система характеристик его компонентов. Геоинформация и геоинформационные модели являются основными составляющими геоинформационного пространства и используются при решении геоинформационных задач. Они характеризуются геоинформационными свойствами: проблемной ориентацией, территориальным охватом, содержанием и системой координат, а также геоинформационными параметрами: детальностью, полнотой, достоверностью, актуальностью, точностью и мерностью. По каждому свойству и каждому параметру можно оценить созданное или проектируемое геоинформационное пространство.

Учитывая, что геоинформационное пространство проектируется и создаётся человеком, параметры его основных составляющих могут быть проектны-

* ми и фактическими. Проектные параметры ( П ) устанавливаются при создании его составляющих и, как правило, сохраняются неизменными длительное время. Фактические параметры ( 77у ) оцениваются для текущего состояния и современных потребностей в геоинформации при решении конкретной задачи. Значения фактических параметров могут быть выше, равны или ниже значений проектных параметров и, соответственно, характеризуют частное качество, т. е. качество по каждому из параметров. С учётом значимости параметров для решения конкретной геоинформационной задачи можно оценить геоинформационное качество геоинформационного пространства () в целом для конкретной

ситуации с использованием весовой функции.

Сформулирован принцип: геоинформационное качество основных составляющих геоинформационного пространства можно оценить как соотношение значений проектных и фактических параметров

К^ЕК,Р„ (7)

1

где К, = П / П— качество и Р,- вес /' -го параметра.

Поскольку для решения конкретной геоинформационной задачи требуются не вся геоинформация и не все пространственные объекты геоинформационной модели, а только значимые для данной задачи, постольку каждый параметр

* устанавливается и оценивается по этим значимым пространственным объектам, а именно, по их группам.

Другим важным компонентом гсоинформационного пространства являет> ся цифровое картографическое изображение - информационные координированные компьютерные модели картографического изображения, которые используются для отображения территориальных совокупностей предметов тер-ршории и/или пространственных объектов, содержащихся в геоинформационных моделях. Показано, что цифровые картографические изображения характеризуются своей системой картографических свойств и параметров: тематикой, территориальным охватом, содержанием, математической основой, масштабом, полнотой, достоверностью, актуальностью, мерностью.

Подробно рассмотрена сущность составляющих геоинформационного пространства: геоинформационная модель, цифровая карта и электронная карта, на основании которых выявлены их сходства и различия между собой и с графической картой. Общим является то, что все они являются моделями изучаемой территории, т. е. геопространственными моделями. При этом геоинформационная модель, ЦК и ЭК являются информационными координированными компьютерными (цифровыми) моделями, а графическая карта - аналоговой моделью.

Другие различия выражаются в форме моделирования геоинформации, в содержании и способах описания семантики (атрибутивной информации), в ориентации на восприятие и в назначении, а именно:

- в геоинформационной модели (в топографии называемой цифровой моделью местности - ЦММ) содержатся пространственные объекты, являющиеся геоинформационными моделями пространственных предметов; семантика представлена в цифровой форме кодами их характеристик. Геоинформационная модель ориентирована на восприятие компьютером и предназначена для пространственного анализа;

- в цифровой карте содержится цифровое картографическое изображение, состоящее из элементов картографического изображения, в которых пространственная информация и семантика реализованы графическими кодами в виде цифровой формы картографических условных обозначений. ЦК ориентирована на восприятие компьютером и предназначена для её преобразования в электронную каргу;

- в электронной карте содержится растровое картографическое изображение, состоящее из пикселов с характеристикой яркости и цвета каждого пиксела, семантика реализована в виде пиксельных изображений картографических условных обозначений в псевдоаналоговой форме. Электронная карта ориентирована на восприятие человеком и предназначена для представления графического образа геоинформационной модели или ЦК, преобразования в графическую карту и распространения;

- в графической карте содержится картографическое изображение в графической форме, пространственная информация и семантика выражены графическими кодами в аналоговой форме - условными картографическими обозначениями Графическая карта ориентирована на восприятие человеком и предназначена для ориентирования в геопространстве и для его организации.

На основе проведенного исследования показано, что, цифровые коды пространственной информации и семантики в геоинформационной модели ориентированы на компьютер и могут быть им обработаны, что обеспечивает возможность компьютерного решения комплекса пространственных задач. Напротив, графические коды пространственной информации и семантики в электронной и цифровой картах ориентированы на человеческое восприятие и как следствие -на решение пространственных задач непосредственно человеком.

Только геоинформационная модель содержит совокупность моделей пространственных предметов, пригодных для пространственного анализа Пер-

вичными являются геоипформационные модели, а картографические модели -вторичными. Они создаются на основе геоинформационных и в тех случаях, когда их содержание необходимо донести до восприятия человеком в качестве наглядного результата, при формировании задания на обработку или при контроле обработки.

Картографическое изображение содержит элементы картографического изображения как пространственных предметов, так и картографических объектов (надписей, I оризонталей, стрелок течения водотоков и многих других), поэтому его использование для пространственного анализа затруднено, а подчас невозможно.

Важнейшими характеристиками геоинформационного пространства, обоснованными и предложенными в диссертационной работе, являются его состав и структура.

Структурно геоинформационное пространство предлагается организовать по разделам, образованным по иерархическому принципу «от общего к частному» с использованием иерархии территорий. Каждый раздел включает геоинформацию, геоинформационную модель и цифровое картографическое изображение соответствующего уровня с одинаковыми или близкими свойствами территориального охвата и системы координат. Кроме того, целесообразна организация подразделов по проблемной ориентации, с выделением в разделах каждого территориального уровня подраздела общегеографической геоинформационной основы, включающего соответствующие геоинформации (ГИ), геоинформационные модели (ГИМ) и цифровые картографические изображения (ЦКИ) (рисунок 5).

Рисунок 5 - Структура геоинформационного пространства

Каждый массив геоинформации соответствующего раздела и подраздела геоинформационного пространства включает множество элементов геоинформации, распределённых по «содержанию» и «детальности» (рисунок 6).

Рисунок 6 - Структура геоинформации

Структура каждой геоинформационной модели включает тематические слои, в которые группируются пространственные объекты, относящиеся к одной теме (классу) объектов: растительность, земельные участки и т. п. , одной мерности или форме представления. Каждое цифровое картографическое изображение содержит элементы картографического изображения в векторной и/или растровой формах.

Анализ опыта создания и использования различных ГИС-проектов показывает, чю сбор, хранение, поддержание в актуальном состоянии геоинформа-ционого пространства, т. е. его создание и ведение требует значительных трудовых, финансовых и временных затрат. Всё множество создаваемых геоинформа-циониых пространств представляет собой хранилища разнообразной пространственно привязанной информации, объёмы которой с течением времени будут только увеличиваться, а значение её комплексного использования в жизни общества - возрастать. Поэтому множество геоинформационных пространств является огромной национальной ценное шо, и от того, насколько разумно будут организованы эти капитальные вложения с учётом перспектив, зависит эффективность их отдачи на длительный срок.

На основании исследований, выполненных в диссертационной работе, сформулированы следующие основные принципы построения геоинформационного пространства:

1. Базисность топографической и общегеографической геоинформации.

2. Гибкая организация геоинформационного пространства.

3. Четкое разделение между отраслями пространственных предметов рассматриваемой территории.

4. Отраслевая ответственность за содержание и качество геоинформации, геоинформационных моделей и цифровых картографических изображений.

5. Отраслевой мониторинг информации.

6. Осуществление мониторинга изменений территории пообъектно и только на уровне геоинформации.

7. Постепенность наполнения геоинформационного пространства, по мере необходимости и возможности.

8. Учет динамичности.

В четвёртом разделе «Технологические основы создания геодезической пространственной информационной системы» рассмотрены принципы и процессы создания геодезической пространственной информационной системы, ориентированные на создание и ведение геоинформационного пространства. При этом в понятие «ведение геоинформационного пространства» объединены процессы его функционирования, развития и поддержания в актуальном состоянии.

Рассмотрены принципы, сущность, основные характеристики, содержание этих технологических процессов на примере геодезической части геоинформационного пространства.

Отмечено, что совокупность этапов создания и ведения геодезической части геоинформационного пространства, в мировой и отечественной технической литературе изначально получила название цифрового картографирования местности (ЦКМ). В современных условиях, когда главной целью создания гсоинформационного пространства является создание междисциплинарной информационной базы выработки пространственных решений с помощью ГИС, этот процесс стал называться геоинформационным картографированием (ГИК), а цифровое картографирование местности является частным случаем геоинформационного картографирования.

Исходя из современных представлений, цифровое картографирование местности предложено определять как технологический процесс, системно объединяющий сбор цифровых геопространственных данных, формирование компьютерных пространственных объектов, цифровых и электронных топографических карт изучаемой территории, создание и ведение банка данных топографического геоинформационного пространства, его обновлепие.

Показано, что цифровое картографирование местности включает три укрупненных технологических процесса:

- получение геопространственных данных о местоположении и о свойствах (характеристиках) объектов территории, т. е. топографической геоинформации;

- формирование пространственных топографических объектов территории (ЦММ) и компьютерных картографических моделей (цифровых топографических карт - ЦТК), а также заполнение баз данных геоинформационного пространства;

- регулярное обновление геоинформационного пространства (мониторинг) с целью обеспечения максимально возможного соответствия его информационного содержания состоянию территории.

Создание и ведение любого геоинформационного пространства осуществляется на основе комплекса нормативно-технических документов, отражающих его информационное обеспечение.

Общим для всех отраслей является информационное обеспечение систем координат (отсчётных систем) и использование геодезического обоснования.

Проведённый анализ показал, что в настоящее время в геодезии сложилось следующее положение в использовании систем координат.

Во-первых, используется традиционная система координатного обеспечения, которая создается путем развития двух разных видов геодезических построений - плановых и высотных сетей, опирающихся на различные исходные пункты. Эта система ориентирована на создание картографической продукции на плоскости.

Во-вторых, применяется совместное использование традиционной системы координатного обеспечения и спутниковых определений.

В-третьих, все более широкое применение находит общеземная система координат, с которой связаны спутниковые определения и в которой исходные планово-высотные пункты совмещены. Эта система ориентирована на отображение объектов территории в 3 D.

На основе анализа, выполненного в работе, сделаны следующие выводы.

1. С учетом новых задач, которые стоят перед геодезическим обеспечением устойчивого развития территорий, ориентированного, прежде всего, на создание трехмерных моделей, как базовой продукции геодезического обеспечения, своевременным явилось введение новой системы координат СК-95.

2. Для отображения объектов, процессов и явлений в виде реальных трехмерных моделей, на наш взгляд, наиболее целесообразно применять общеземную референцную систему координат.

3. Применение современной компьютерной техники и соответствующего программного обеспечения позволит осуществлять переход к любой требуемой системе координат и представлять выходную продукцию в соответствии с требованиями потребителя, что будет иметь значительный эффект для геодезического обеспечения устойчивого развития территорий.

Отмечено, что отраслевые особенности требований нормативных документов предъявляются к четырем основным элементам цифрового картографирования местности: системе классификации (перечисления) цифровой картографической информации, системе её кодирования, правилам цифрового описания картографической информации, а также к обменным форматам и формам представления ЦТК.

В работе детально рассмотрены общие понятия о системе классификации и кодирования геоинформации, на основании которых выявлено, что при разработке информационного обеспечения геоинформационного пространства следует принять систему каталогов (перечней) типов объектов и систему кодирования Кроме того, чрезвычайно важно однозначно определить, какие объекты перечисляются и кодируются. По нашему мнению, для формирования мас-30

сивов топографической геоинформации и геоинформационных моделей следует использовать каталоги (перечни) объектов местности, а для массива цифровых картографических изображений - объектов ЦТК.

Если планируется использование НТК для пространственного анализа, то при ее создании должны соблюдаться следующие требования:

- ЦТК не должна содержать что-либо, кроме информации об объектах местности;

- формат, правила цифрового описания, а также классификатор ЦТК должны быть максимально независимы друг от друга;

- стандарты должны быть направлены не на установление единого формата и т. п., а на обеспечение возможности информационного взаимодействия.

Отмечено, что ЦТК, в которой содержится только информация о топографических объектах местности, в понятиях геоинформационного пространства соответствует ЦММ.

По образцу информационного обеспечения топографического геоинфор-мациоиного пространства может быть разработано информационное обеспечение других отраслевых пространств.

Далее показано, что для формирования массива геоинформации как основного, базового массива геоинформационного пространства могут применяться все технологии сбора и их сочетания: цифрование картографических материалов, автоматизированные методы наземных съёмок и дистанционного зондирования. Кроме этого, могут использоваться геоинформация, геоинформационные модели или цифровые картографические изображения других отраслей или масштабов.

Анализ исторического развития технологий сбора геоинформации показывает тенденцию всё более широкого использования метода сканирования: снач-ала картографических материалов, затем фотоснимков и, наконец, непосредственно геопространства и последующего автоматического распознавания объектов по растровому изображению.

Наиболее современные средства получения геопространственных данных: дистанционное зондирование и лазерное сканирование - обеспечивают получение трёхмерных моделей территории, что в наибольшей мере соответствует се природе. Обладая свойством трёхмерности, геоинформационная модель в полной мере реализует возможности, которые недоступны картографическому изображению.

На основе массива геоинформации формируются геоинформационные модели, создание которых сводится к формированию пространственных объ-екюв, удовлетворяющих принципам построения и требованиям геоинформационного пространства.

В основе процесса формирования пространственных объектов лежит принцип объединения геометрических, топологических и атрибутивных данных. Наибольшее распространение в настоящее время получил механизм связывания геометрических и атрибутивных геопространственных данных, раздельно накапливаемых в территориальном банке данных геоинформационного пространства, который, как правило, состоит из двух частей - из пространственного банка гео-

метрических данных, в котором хранится информация о пространственной привязке объектов территории, и атрибутивного банка данных. Принципиальными моментами данного механизма являются способ подключения атрибутивной информации, тип её привязки к объектам банка данных и способ программной реализации связывания данных ПО ГИС с данными СУБД.

Способ подключения атрибутивной информации зависит от типа её привязки к объектам банка данных. В работе обоснованы и описаны пять основных типов привязки: прямая; косвенная атрибутивная; косвенная геометрическая; многоуровневая косвенная, а также отсутствие привязки.

Поскольку в практике встречаются все перечисленные типы привязки, в геоинформационной модели должны быть реализованы механизмы осуществления привязки атрибутивной информации каждого из перечисленных типов. Для этого предложено выполнение ряда специальных требований, сформулированных в диссертации.

Разработанные подходы к процедурам связывания атрибутивной и геометрической геоинформации и формирования пространственных объектов в целом отражают сущность технологического процесса создания геоинформационной модели с самым разным объектовым составом. Полученная геоинформационная модель является информационным ядром геоинформационного пространства и предназначена для ГИС-обработки и отвечает ее требованиям. Кроме того, она обеспечивает создание последующих картографических моделей и осуществление геомониторинга.

На основе анализа различных технологий цифрового картографирования предложено три принципиально различных способа создания цифровых картографических изображений.

1. Непосредственное преобразование геоинформационной модели в цифровое картографическое изображение путём преобразования геометрических и атрибутивных данных в соответствующие картографические атрибуты.

2. Параллельное получение цифрового картографического изображения в процессе формирования геоинформации и геоинформационной модели.

3. Непосредственное получение цифровых картографических изображений при цифровании картографических материалов.

Обоснованы информационные основы создания цифровых картографических изображений, которые базируются на следующих общих информационных представлениях:

- для геоинформационного пространства идеология построения цифровых картографических изображений принципиально отличается от традиционного подхода к построению карт тем, что здесь дополнительно присутствует атрибутивная информация, связанная с геометрической информацией для каждого пространственного объекта и используемая по мере необходимости;

- в геоинформационной модели каждый тематический слой (или слой объектов, а в некоторых системах - класс объектов) - это множество пространственных объектов, имеющих общие атрибуты (семантические свойства), например, дороги, здания, реки.

Предложена принципиальная схема создания ЦК при непосредственном преобразовании геоинформационных моделей, которая включает два укрупненных процесса:

- автоматическое формирование графических изображений по геометрическим и атрибутивным данным и заданным параметрам условных обозначений с получением первичной, «сырой» ЦК;

- интерактивная картографическая доработка первичной ЦК.

В основе способа создания цифровых картографических изображений одновременно с геоинформационными моделями при векторизации карт лежит возможность получения цифрового описания не только пространственных объектов, соответствующих предметам территории, но и подписей, и других чисто картографических объектов карты. Такая технология разработана в лаборатории ГИС-технологий Сибирской государственной геодезической академии (СГТА) при участии автора и успешно используется в настоящее время. В основу технологии положена методика векторизации растровых изображений крупномасштабных топографических планов, основные процессы которой были автоматизированы с помощью ряда приложений, разработанных для решения поставленной задачи.

Отмечено, что объекты геоинформационных моделей в гораздо меньшей степени, чем объекты цифровых картографических изображений, связаны с масштабом и назначением. На основе одной геоинформационной модели могут быть созданы цифровые картографические изображения разного масштаба, назначения и уровня картографического отображения с использованием конкретных систем картографических условных обозначений. Картографическое изображение не является механическим набором картографических условных обозначений. Изображения отдельных условных обозначений теснейшим образом увязаны друг с другом, что отражает наличие сложных взаимосвязей предметов территории. Правила создания цифровых картографических изображений многочисленны, разнообразны, вариативны, слабо формализованы и поэтому трудно программируемы. Именно поэтому значительная часть картосоставитель-ских работ по-прежнему опирается на творческие решения исполнителя, а процесс компьютерного создания карт имеет ярко выраженный итерактивный характер, поскольку окончательное их качество достигается постепенным приближением с внесением корректур на каждом шаге.

В соответствии с указанным характером процесса создания цифровых картографических изображений, в нем выделяются два подпроцесса: автоматического формирования и интерактивной графической доработки с целью исправления ошибок, согласования элементов изображения и увязывания в единое целое. Показано, что практическое формирование цифровых картографических изображений реализуется программными средствами, в которых выделяются следующие взаимодействующие главные компоненты (основные подсистемы)-управления, информационного обеспечения, обработки и ввода-вывода.

Важным составляющим элементом при создании геоинформационного пространства является ведение территориального ^анка данных. Показано, что физически все его составляющие: геоинформ&цИя,цвоннфййМР4<^ОННЬ1е м°Де-

| БИБЛИОТЕКА ! зз

] С. Петербург { V__ 09 300 «г С

ли и цифровые картографические изображения - располагаются в территориальном банке геопространственных данных. В него они вкладываются, из него извлекаются для преобразования, обновления и в него же возвращаются обратно. Рассмотрены состав и содержание территориального банка данных и система навигации, обеспечивающие доступность к геопространственным данным.

В работе выполнен анализ сложившейся практики работы с цифровыми топографическими и отраслевыми пространственными данными, на основе которого сформулированы основные требования к составу и содержанию территориального банка данных. Выполнение этих требований позволяет эффективно использовать геопространственные данные для формирования геоинформационной мо- I дели и конкретного геоинформационного пространства.

Вторым компонентом, влияющим па эффективность формирования и использования геоинформации, является технология навигации по геоинфор- ^ мационному пространству. Для обеспечения режима навигации при сохранении целостности данных и для устранения проблем загруженности экранного изображения предлагается произвести интегрирование в проектируемые программные компоненты банка данных приложения, выполняющего навигационные функции.

Основной целью этого приложения является ускорение позиционирования на требуемый фрагмент геоинформационной модели и цифрового картографического изображения. Следовательно, территориальный банк данных должен включать один или несколько навигационных слоев, в качестве которых могут быть использованы, например, слой разграфки по листам, слой классов объектов и другие слои с достаточно крупными объектами, наглядно представляющими учитываемую территорию. Навигация должна осуществляться как при помощи карты-схемы мелкого масштаба, так и при помощи схемы номенклатуры листов. Выполненные разработки иллюстрируются примером реализации ГИС-приложения «Навигационный план» для муниципального образования.

В пятом разделе диссертационной работы «Оценка возможностей мониторинга территорий геодезическим спутниковым методом» детально рассмотрены возможности использования спутникового метода определения координат точек местности при геодезическом информационном обеспечении.

Это обусловлено стремительным темпом развития метода и рядом положительных свойств, отличающих его от широко известных и применяемых методов: аэрофотогеодезии, дистанционного зондирования, геодезических съемок -ориентированными на сплошную съёмку территории. Спутниковый метод позволяет реализовать пообъектное определение координат и наилучшим образом отвечает требованиям мониторинга территорий, поскольку, как правило, изменяются отдельные объекты территории. Кроме того, он позволяет контролировать локальные изменения поверхностей, а также координировать динамические объекты.

Отмечено, что одной из особенностей спутникового метода наблюдений является его способность определять местоположения как мгновенно, так и в течение очень длительного периода времени. Этот фактор делает спутнико-

вый метод незаменимым в задачах мониторинга объектов территории с самой разнообразной динамикой.

В работе рассмотрены теоретические основы и различные методы производства спутниковых определений. Показано, что в спутниковых технологиях используются измерения двух видов величин: псевдодальности и фазы.

Отмечено, что абсолютный метод (,точечное позиционирование) рекомендуется производить в тех случаях, когда используется единственный приемник по кодовым псевдодальностям или по фазе несущих колебаний. Такая концепция характеризуется как космическая трилатерация. ^ Показано, что более важной является не проблема конфигурации наблю-

дений, а проблема точности эфемерид. Передаваемые по радио со спутника элементы орбиты позволяют вычислять положение спутника в пространстве и с ошибкой не более трёх метров. Характеристики обоих вариантов абсолютного

метода приводятся в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристики точности абсолютного метода позиционирования по кодам и по фазе несущей

Вариант абсолютного метода Продолжительность Ср. кв. ошибка, м

По С/А кодовым псевдодальностям при режиме БА Моментально 100

По С/А кодовым псевдодальностям без режима БА Моментально 15

По фазе несущей с бортовыми эфемеридами Одни сутки 0,5

По фазе несущей с точными эфемеридами и точными поправками часов спутников Одни сутки от 0,01 до 0,02

Отмечено, что дифференциальный метод основан на использовании двух (или более) приёмников, из которых один стационарный (опорный или базовый) приемник размещается на точке с известными координатами, а положение (большей частью движущегося) удаленного приёмника должно определяться. На обоих пунктах должно наблюдаться, по крайней мере, четыре общих спутника. Известное положение опорного приёмника используется для вычисления t) поправок в выведенные через GPS координаты или в наблюденные псевдодаль-

ности и фазы. Эти поправки затем передаются посредством телеметрии к подвижному приёмнику и позволяют вычислять положение мобильного приёмника с намного большей точностью, чем в режиме позиционирования отдельной точки При этом используются два метода дифференциальной коррекции, описанные в диссертации.

Характеристики различных вариантов дифференциального метода приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Характеристики точности дифференциального метода позиционирования по кодам и по фазе несущей

Вариант дифференциального метода Продолжительность Ср. кв. ошибка, м

По С/А кодовым псевдодалыюстям моментально от 1 до 5

По С/А кодовым псевдодальностям в режиме статики от 3 до 5 мин от 0,5 до 3

По фазе несущей двухчастотным приемником на расстоянии до 20 км моментально 0,2

Широкозонный метод \VADGPS по фазе несущей моментально от 1 до 2

Показано, что точность определения координат зависит от целого ряда факторов, таких, как способ наблюдений (статика, быстрая статика, кинематика), применяемые алгоритмы, способы учета и моделирования внешних условий, длины базовых линий и продолжительности сеансов. Особое значение имеет характеристика аппаратуры (одно- или двухчастотная). Обычно фирмы-изготовители спутниковой аппаратуры приводят паспортные данные в виде априорных средних квадратических погрешностей в длине базовой линии (погрешность в плоскости горизонта или погрешность положения в плане) а 0 и по высоте ан :

ст0=а + Ь-0, ан ^а' + Ь'-И, (8)

где I) - длина базовой линии.

Параметры а 'и Ь 'обычно в два-три раза больше, чем, соответственно, аиЬ. В таблице 3 приведены значения параметров а, Ь для некоторых современных спутниковых приёмников.

Таблица 3 - Характеристики точности спутниковых приёмников

Название Фирма Количество Способ Точность в плане

приёмника каналов съемки а, мм Ml О"0)

4000SSE Trimble 9 LI Статика 5 1

Navigation и 9L2 Кинематика 10 2

5700 Trimble 12 LI Статика 5 0,5

Navigation и 12 L2 Кинематика 10 1

4000SSi Trimble 12 LI Статика 5 1

Navigation и 12 L2 Кинематика 10 2

4600LS Trimble 8 LI Статика 5 от 1 до 2

Navigation Кинематика 10 1

Legacy Javad 20 LI Статика 3 1

(Topcon) и 20 L2 Кинематика 10 1,5

Locus Ashtech 8 Статика Кинематика 5 12 1 2,5

ProMark II Thales 10 LI Статика 10 2

SR510, Leica, 12 LI Статика от 5 до 10 2

(System 500) Швейцария Кинематика 20 2

Анализ литературных источников позволил сформировать примерные точности продуктов деятельности Международной геодинамической службы (МГС) при глобальном мониторинге земной поверхности, которые приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Примерные точности продуктов деятельности МГС

Вид информации Точность данных Задержка Частота обновления

Эфемериды спутников GPS и поправки часов спутников: - предсказанные (сверхбыстрые) - быстрые - окончательные 25 см / 7 не 5 см / 0,2 не < 5 см/ОД не реальное время 17 часов яг 13 СуТОК 2 раза в сутки ежесуточно еженедельно

Эфемериды спутников ГЛОНАСС (окончательные данные) 30 см 4 недели еженедельно

Параметры вращения Земли (х„, уп! LOD): - быстрые данные - окончательные данные (0,270,03s)-10"3 (0,170,02s)-10"3 17 часов «13 суток ежесуточно ежесуточно

Координаты станций в ITRF (в плане / по высоте) Скорости движений в ITRF (в плане / по высоте) от 3 до 6 мм от 2 до 3 мм за год 12 суток 12 суток еженедельно еженедельно

Тропосферная зенитная задержка на каждые два часа 4 мм 4 недели еженедельно

Основываясь на анализе теоретических основ производства спутниковых определений, в диссертационной работе рассмотрены возможности данного метода координатных измерений для целей мониторинга территорий, то есть геомониторинга.

Характеристики применения спутниковых методов в задачах различных видов мониторинга приведены в таблице 5.

В шестом разделе «Геодезическое информационное обеспечение территорий на основе геоинформационных технологий» исследованы сущность ГИС и их программного обеспечения с позиций использования в геодезическом информационном обеспечении. Показано, что в комплексе процессов геодезического информационного обеспечения особая роль принадлежит использованию гсоинформационных технологий для обработки пространственных данных, собранных и систематизированных в геоинформационном пространстве. Эта обработка выполняется с использованием ПО ГИС и имеет целью решение пространственных задач, возникающих перед обществом при обеспечении устойчивого развития территорий.

Таблица 5 - Применение спутниковых методов в задачах мониторинга

Вид мониторинга Метод спутниковых наблюдений Режим наблюдений Абсолютная и относительная точность

1. Мониторинг земной поверхности: 1.1. Мониторинг общеземных координатных систем ITRP, включающий движение тектонических плит, параметров вращения Земли, параметров движения спутников GPS и ГЛОНАСС 1.2. Региональных геодинамических сетей 1.3. Геодинамический локальных участков 1.4. Уровня воды (рек, озер, морей), поверхности снега или льда, движения ледников динамический относительный относительный относительный или абсолютный по фазе статика, непрерывные наблюдения статика, непрерывные наблюдения или кампании статика, кампании статика, непрерывные наблюдения 1-3 мм в глобальном масштабе, 10"9 1-3 мм на 1000 км, 10-7-10"8 3-5 мм на 100 км, 10"7 1-5 мм

2. Мониторинг среды: 2.1. Контроль загрязненности атмосферы городов 2.2. Определение содержания паров воды в тропосфере 2.3. Состояния ионосферы абсолютный по коду относительный или абсолютный по фазе относительный или абсолютный по фазе на двух частотах статика или кинематика статика статика 5-30 м 1-5 мм 5-Ю мм

Окончание таблицы 5

Вид мониторинга Метод спутниковых наблюдений Режим наблюдений Абсолютная и относительная точность

3. Мониторинг объектов территории

3.1. Состояния объектов:

3.1.1. Деформаций газопровода относительный статика непрерывная 5 мм

3.1.2. Деформаций инженерных со- относительный статика или кинематика, в т. ч. 1-10 мм

оружений (мостов, башен, труб высокочастотная (до 20 Гц)

и т. д.)

3.2. Положений объектов:

3.2.1 Контроль транспортных средств абсолютный или кинематика 15 м

дифференциальный

3.2.2. Предметов в биологии абсолютный или кинематика 5-15 м

дифференциальный

3.2.3. В военном деле абсолютный кинематика 5-15 м

3.2.4. Положений механизмов в горно- дифференциальный кинематика 2м

добывающей промышленности

3.2.5. Портовых кранов относительный кинематика с частотой до 10 Гц 2 см

3.3. При объединении GPS с другими сред- абсолютный кинематика 15м

ствами позиционирования:

3.3.1. С инерциальной аппаратурой дифференциальный кинематика 0,5-2 м

(гироскоп)

3.3.2. С псевдолитами относительный кинематика 1-10 мм

Для системного представления геоинформационного обеспечения рассмотрены сущность и основные понятия геоинформационных систем и технологий, совокупность базовых функций и принципы функционирования, структура ГИС, содержание и направленность основных процессов ГИС-обработки, использование ГИС для оценки состояния территории, моделирования и прогнозирования ситуаций, параметры и подходы к оценке эффективности функционирования самих ГИС.

Для выявления целевого назначения ГИС в работе выполнено сравнение ГИС с другими информационными системами, работающими с пространственно распределенной информацией: CAD-, АМ- и FM-системами. Отмечено, что ' отличным от АМ и FM и общим для CAD и ГИС является создание цифровой модели геопространства и работа с ней. Причём для CAD это частная функция, а для ГИС - основная.

CAD использует модель реальной территории однократно как основу для разработки проекта ее преобразования или другими словами для конструирования виртуальной территории (синтеза проектируемых объектов и проектируемых свойств в новую территории). После реализации проекта территория изменится, она не будет соответствовать использованной модели, которая обесценится, и для последующего преобразования потребуется новая модель.

С помощью ГИС на основе геоинформации формируют разнообразные модели территории и используют их для изучения и анализа территории и управления процессами, происходящими на ней. Для управления требуется обеспечить ряд условий. Во-первых, необходимо сохранение ранее созданных моделей, которые в результате сравнения с последующими позволяют выявлять тенденции процессов. Во-вторых, необходимо иметь модель, адекватную современному состоянию территории, определяемому в процессе её мониторинга. В-третьих, должна быть открыта возможность построения модели прогнозируемого состояния территории. Таким образом, для ГИС все созданные модели территории значимы. Они должны сохраняться в геоинформационном пространстве, актуализироваться и совершенствоваться.

Показано, что ГИС по использованию в геодезическом информационном обеспечении могут быть классифицированы по следующим признакам:

- по назначению - в зависимости от целевого использования и характера решаемых задач;

- по проблемно-тематической ориентации - в зависимости от области 1 применения;

- по территориальному охвату - в зависимости от размера территории

и в связи с масштабным рядом цифровых картографических материалов, исполь- |

зуемых для формирования базы данных ГИС и её отображения;

- по способу организации геопространственных данных;

- по расширяемости функциональных возможностей - в зависимости от использования встроенных или внешних средств программирования.

Одним из направлений выявления особенностей применения ГИС является изучение и формирование системы функциональных возможностей ГИС, обеспечиваемых инструментальными программными средствами. В совремеп-

ной технической литературе этот вопрос проработан недостаточно. Большинство функций описано неформализованно, часто функции сгруппированы в рамках их реализации в конкретных программных пакетах, а не по их функциональной общности.

Формирование системы функций ГИС целесообразно базировать на представлении программных средств ГИС как системы отдельных, но связанных между собой программных блоков, обеспечивающих реализацию геоинформационных технологий. Такой подход отражает структурность и модульность ПО ГИС, в котором отдельные программные компоненты реализуют отдельные укрупненные технологические процессы ГИС, выполняемые раздельно во времени.

В соответствии с блочным представлением программных средств ГИС и по результатам анализа технической литературы, в работе предложено представить все возможное на настоящий момент многообразие функций этих программных средств системой 10 функциональных блоков: обеспечение взаимодействия с пользователями (интерфейс); сбор пространственных данных; создание и управление базами пространственных данных; экспорт/импорт данных; преобразование данных; пространственный анализ; картографическая визуализация; формирование конечного продукта ГИС-обработки; обеспечение разработки ГИС-приложений; администрирование системы.

Подробно рассмотрен каждый из перечисленных блоков в разрезе их функционального назначения и содержания отдельных функций.

Из всей совокупности функций ГИС выделены и рассмотрены более подробно функции уникальные, свойственные только ГИС. Особое внимание уделено измерению атрибутивных данных с применением разного рода шкал.

На основе анализа состава и содержания различных реализаций ПО ГИС предложена классификация их современного математического обеспечения. Отмечено, что разнообразие применяемых в программном обеспечении ГИС математических моделей и алгоритмов необозримо велико, а используемые для формального описания этих моделей и алгоритмов математические методы охватывают практически все современные математические дисциплины, в том числе такие обширные, как топология, теория вероятности, математическая статистика, дифференциальная геометрия, логика, дискретный анализ и более специальные дисциплины - линейное программирование, теория игр и др. Однако предлагаемая классификация охватывает базовые элементы математического обеспечения, без которых в настоящее время невозможно себе представить современную ГИС. На основе предложенной классификации, анализа состава и содержания различных реализаций математического обеспечения ПО ГИС предложена общая схема математического обеспечения ГИС, представленная на рисунке 7.

Показано, что различные области использования ГИС требуют и разных программных инструментальных средств. Поэтому оценивать ГИС можно только в контексте некоторой области использования (например, ГИС муниципалитета, кадастра, мониторинга природных ресурсов и т. д.). При этом адекватная оценка ГИС может быть получена по количественному критерию, методика и математический аппарат вычисления которого предложен профессором Журкиным И.Г.

]\

Математические модели представления геометрических -данных

Растровые модели Векторные модели Трехмерные модели

Алгоритмы аналитической обработки геометрических данных

Алгоритмы представления геометрических дапных

Операции реструктуризации данных

Трансформация проекций

Операции вычислительной геометрии

Оверлейные операции

Общие аналитические функции

Математические модели представления атрибутивных данных

Иерархические модели

Сетевые модели

Реляционные модели

Ал1 ори ты оперирования с атрибутивными данными

Алгоритмы аналитической обработки атрибутивных данных

Перифер конверторы

Механизм клиент-сервер

Язык

Автоматизированные системы

Геометрические алгоритмы

Атрибутивные алгоритмы

Алгоритмы совокупной обработки

О ■

к о (О

о Оч я

о с о.

ю н

о я св

к я" Я а

О а у а

О О & 5 3 И ч ><

г* 33

В 2 и X и и со н и я Я И я н

н я

СО 2 « а- е- и

Алгоритмы картографического представления атрибутивных данных *

-► Прямая привязка

Косвенная атрибутивная привязка

Алгоритмы связывания атрибутивных и геометрических данных Косвенная геометрическая привязка

Многоуровневая косвенная припяжа

Неалрпритмизуемая привязка

Математические модели и алгоритмы интегрированного анализа данных

Математические модели функционирования нользователь-ских приложений

Алгоритмы взаимодействия подсистем в рамках единого банка данных

Функциональное наполнение ядра

Пользовательские языки программирования

Алгоритмы классификации предметов

Алгоритмы конвертирования данных

Алгоритмы маюпаньзователъскихрежимов

Настройка параметров подсистемы

Шифровка и дешифровка данных

Алгоритмы защиты информации

Определение прав доступа

Алгоритмы импорта и экспорта

Алгоритмы резервного копирования

Алгоритмы реализации ПОГИС

ООП

Целочисленная арифметика

Двумерные алгоритмы

Трехмерные проекции

Периферийные устройства

Рисунок 7 - Схема математического обеспечения ПО ГИС

Предлагаемый подход был развит и апробирован для класса задач, связанных с пространственным анализом, как основной функциональной группой любой ГИС. По результатам расчетов оценок критериев ГИС по цели использования для задач пространственного анализа построена диаграмма, по которой можно оценить требования к ГИС при решении задач для муниципалитета и земельного кадастра. Кроме этого, можно выполнить оценку конкретной ГИС на соответствие или несоответствие использования для какой-либо области решения задач, согласно предложенному порядку.

В качестве примера выполнена оценка ГИС МарШо для применения в качестве основы муниципальной ГИС. Па основании вычислений простроена диаграмма, которая отображает оценки критерия каждой функциональной операции и требования к ГИС в данной области исследования. Кроме того, получены балльные показатели:

- муниципальные ГИС: <2мгис = 98,316;

- ГИС МарМо: ОшРыо = 98,356.

Исходя из балльных показателей, следует вывод, что использование ГИС МарМо в качестве муниципальной возможно (2 мар1лй > £?мгис), если в муниципалитете не решают задачи, связанные с сетевым анализом, а также не выполняют активных оверлейных манипуляций (рисунок 8).

Предлагаемый подход к оценке ГИС позволяет определить возможность применения конкретной ГИС для исследуемой области использования, а также сравнить ГИС между собой. Кроме этого, предлагаемая методика может быть применена и к другим функциональным группам ГИС.

- Муниципальные ГИС

-ГИС МарИМРО

ш §

& о> ё 1 5

я

п г О-

О % $

I 8

о ■&

я £

N1

I

о I 3

Рисунок 8 - Результат оценки ГИС Мар1пй> для применения в качестве муниципальной ГИС (пространственный анализ)

В седьмом разделе «Опыт применения геодезической пространственной информационной системы» на основе выполненных разработок и предложенных методологических принципов приведены результаты целого ряда проектов геодезического информационного обеспечения территорий, предназначенные для решения всевозможных задач разнопланового назначения в автоматизированном режиме. Все представленные проекты доведены до внедрения и выполнены в период с 1995 г. по 2004 г. коллективом лаборатории «ГИС-технологий» СГГА при участии автора в качестве ответственного исполнителя и/или научного руководителя.

Создание ГИС-проекта «Районы Новосибирской области» выполнено по заказу Комитета по земельным ресурсам и землеустройству Новосибирской области (НСО).

В качестве исходных материалов были использованы листы топографических карт масштаба 1 : 100 ООО, с нанесенными границами районов и границами НСО. Вследствие того, что листы карт на НСО располагались в трех шестиградусных зонах в проекции Гаусса - Крюгера, был выполнен соответствующий пересчет координат в системе AutoCad с последующим контролем в среде ГИС Arclnfo. По результатам векторизации картографического материала создана ЦК «Границы районов Новосибирской области». Сформированная карта границ районов и границы НСО была преобразована в формат dxf (AutoCad), а затем с помощью конвертера dxfc>ASCII был получен ASCII-файл для передачи в ПО WmGis. Общий вид созданной ЦК приведен на рисунке 9. Для наглядности проекта карта дополнена растровыми изображениями районных центров НСО и г. Новосибирска.

Рисунок 9 - Общий вид цифровой карты НСО

Полученная цифровая карта явилась исходной основой для создания цифровой карты автомобильных дорог НСО по заданию администрации Новосибирской области и тематической карты земельных угодий НСО для эффективного учета земель.

По заказу администрации и комитета по земельным ресурсам и землеустройству города Урай Тюменской области были созданы геоинформационные модели и ЦК города Урай и его окрестностей в качестве основы для муниципальной ГИС и мониторинга земельных угодий города и пригородной зоны.

На основании анализа требований и исходных картографических материалов была разработана технологическая схема создания цифровой карты в формате Мар1п1о. Важным моментом при выполнении работ явилось создание единого координатного пространства цифровой карты, схема реализации которого приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Схема создания единого координатного пространства

цифровой карты

Объединение планшетов в единое координатное пространство позволило избежать работы с огромным количеством слоев (например, 20 планшетов по 10 слоев в каждом, дает 200 слоев в Мар1п1о) и уменьшить их количество до минимума (20 слоев). Для автоматизации процессов формирования цифровой карты были разработаны специальные приложения, которые позволили существенно снизить трудозатраты на создание проекта и сократить сроки его выполнения.

Представленная разработка содержит оригинальные технологические решения ее составляющих звеньев с учетом особенностей территории и решаемых задач, что позволило в значительной степени повысить качество геодези-ческо-картографического обеспечения и повысить эффективность функционирования территории.

Следующий проект - «Система геомониторинга автомобильных дорог» -включает в себя ряд производственных процессов: от сбора геопространственных данных современными геодезическими измерительными системами до

оперативного отображения текущих изменений состояний автодорог с помощью ГИС. Информационной основой для системы геомониторинга автомобильных дорог явились: результаты паспортизации и инвентаризации автомобильных дорог, результаты работ по инженерно-геодезическим изысканиям для целей регистрации прав постоянного (бессрочного) пользования на земельные участки, занятые объектами дорожного хозяйства в пределах полосы отвода федеральных автомобильных дорог М-51, М-52 и М-53 «Байкал» в границах Новосибирской и Кемеровской областей, общей протяженностью 1277,5 км.

Результаты представлены в цифровом виде. Они позволили с минимальными затратами формировать объектно-ориентированную ГИС для оперативного решения задач геомониторинга автомобильных дорог.

Технология создания цифровых кадастровых ортофотопланов полосы отвода автомобильных дорог была разработана и внедрена при выполнении комплекса инженерно-геодезических работ для целей государственной регистрации прав постоянного пользования на земельные участки, занятые объектами дорожного хозяйства в пределах полосы отвода федеральных автомобильных дорог в границах Кемеровской и Новосибирской областей.

Работы включали маршрутную аэрофотосъемку дорог в масштабе 1 : 7000; дешифрирование аэрофотоснимков с опознаванием границ отвода земель; разреженную планово-высотную подготовку аэрофотоснимков с использованием спутниковых ОР8-присмников, а также электронных тахеометров, координирование межевых знаков и неопознанных границ отвода земель.

Камеральные работы включали: прецизионное сканирование аэрофотоснимков; цифровую фотограмметрическая обработку аэрофотоснимков; создание архива исходных цифровых фотоизображений на оптических дисках; создание цифровых кадастровых планов масштаба 1 : 2 ООО; изготовление графических копий кадастровых планов; создание архива цифровых кадастровых планов масштаба 1 : 2 ООО на оптических дисках; составление каталогов координат, определение площадей земельных участков полосы отвода и земельных участков, занимаемых объектами дорожного хозяйства; формирование кадастровых дел и комплекта документации для государственной регистрации прав на земельные участки полос отвода и объектов дорожного хозяйства в учреждениях юстиции.

В результате цифровой фотограмметрической обработки аэрофотоснимков с использованием РНОТОМОЭ 3.10 были созданы цифровые ортофотопла-ны и векторная карта рельефа местности.

Создание цифровых кадастровых планов масштаба 1:2000 осуществлено с использованием ПО ГИС «Панорама» по разработанной методике.

Пример цифрового кадастрового плана полосы отвода автомобильной дороги, созданного на основе геоинформационных моделей с использованием ПО ГИС «Панорама», приведен на рисунке 11.

Еще одним направлением реализации многоотраслевой территориальной геодезической пространственной информационной системы является разработка комплекса электронных и цифровых карт, справочных текстов, мультимедийных компонентов в сочетании со справочно-поисковыми программными средствами.

< Или» 2МИ -10 П£С* гисТЫЬ»ЫС11|;ИЕШГ-Р*С1И1ЕЛЬН0С1Ь< ПЕР» ) •■711111101 - - . НИ0И1

иззпм«ооьжстакаргч.имдавАИ 1 ьнцвыииьъм ** ' _ . _ _ _ ■ ^

| Х.53Й«Згг2» 22549718в? ' - •["--, 1 1ЙОГ" „ [ОФОРМЛЕНИЕ 4"Ле«то» ¡161,СФоЛЮ?.®™ -

Рисунок 11 - Пример цифрового кадастрового плана полосы отвода автомобильной дороги

Исходя из анализа опыта и выполненных проектов создания ряда подобных систем творческим коллективом сотрудников СГГА, ПО «Инженерная геодезия», центра «Сибгеоинформ» и других организаций, предложены концепция и технические требования к таким системам. Были разработаны системы на компакт-дисках: Новосибирская область, город Новосибирск, Ханты-Мансийский автономный округ и др.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации осуществлено системное решение актуальной научной проблемы - устранение несоответствия между новой ориентацией геодезического обеспечения территорий на сбор, обработку, интеграцию, анализ и представление пространственной информации в цифровой форме и существующей технологией гсодезическо-картографического обеспечения, ориентированной, в основном, на сбор пространственной информации, её отображение и использование в аналоговой форме. Реализация решения проблемы осуществлена на основе создания и внедрения геодезической пространственной информационной системы для обеспечения устойчивого развития территорий, которая направлена на значительное повышение эффективности информационного обеспечения функционирования экономики и жизнедеятельности общества при условии обеспечения сохранения окружающей среды.

Основные научные и практические результаты, полученные в ходе исследований, заключаются в следующем.

1. Выявлены роль и значение геодезического информационного обеспечения при решении проблемы устойчивого развития территорий. Показано, что обязательным условием информационного обеспечения устойчивого развития территорий является мониторинг пространственного состояния природных и техногенных объектов различной тематики в единой координатно-временной системе с формированием и ведением единого геоинформационного пространства. Другим необходимым условием для получения пространственной информации, моделирования объектов и территории, их пространствешгого анализа и прогнозирования дальнейшего развития является системное объединение геодезических и геоинформационных методов и технологий на общей методологической основе.

2. Обоснованы и предложены концепция, системное представление, принципы и система понятий геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий. Разработаны его структурно-функциональная и информационная модели, осуществлена реализация в виде геодезической пространственной информационной системы. Введено понятие геоинформационного пространства как информационной координированной компьютерной совокупной модели территории. Выявлены принципиальные различия картографического и геоинформационного моделирования. Целью первою является образно-знаковая модель территории, предназначетшая для восприятия и использования человеком. Целью второго является совокупность геоинформационных моделей, предназначенных для восприятия и использования компьютером.

3. Сформулированы назначение, состав и структура геоинформационного пространства. Определено, что оно является цифровым описанием совокупности частных представлений базовых элементов изучаемой территории, создаваемым человеком в компьютерной среде и предназначенным для компьютерного использования при решении пространственных задач и выработке пространственных решений. Базовыми элементами геоинформационного пространства являются геоинформация, геоинформационные модели, цифровые картографические изображения. Разработана система характеристик геоинформации и геоинформационных моделей, их геоинформационных свойств и параметров, а также цифровых картографических изображений со своей совокупностью картографических свойств и параметров.

4. Теоретически обоснованы и сформулированы методологические принципы создания геоинформационного пространства. Предложенная структура позволяет организовать его в виде сети пространственно распределённых отраслевых баз данных при соблюдении ряда принципиальных условий, с учётом динамичности территории и потребностей экономики.

5. Разработаны и теоретически обоснованы технологические основы, принципы и процессы создания и функционирования геодезической пространственной информационной системы, ориентированной на создание и ведение геоинформационного пространства. Выполнен анализ координатно-временных систем, систем перечисления и кодирования объектов местности и объектов цифровых карт. Рассмотрены технологии сбора геоинформации, технологические процессы формирования пространственных объектов и картографической

визуализации. Предложена система программных средств для практического формирования цифровых картографических изображений, позволяющая осуществлять управление, организацию данных, обработку и ввод-вывод.

6. Выполнена оценка потенциала спутниковых методов координирования для территориального мониторинга. Рассмотрены теоретические основы, произведен сопоставительный анализ различных методов спутниковых координатных определений. Показано, что спутниковый метод позволяет реализовать пообъектное определение координат, контролировать локальные изменения поверхностей, координировать динамические объекты и наилучшим образом от} вечает требованиям мониторинга территорий.

7. Обоснован необходимый набор и выполнено структурирование базовых функций, математического и программного обеспечения ГИС для создания, ведения и использования геоинформационного пространства. Предложена класси-

' фикация ГИС по применению в геодезическом информационном обеспечении:

по назначению, проблемно-тематической ориентации, территориальному охвату, способу организации пространственных данных, расширяемости функциональных возможностей. Разработана модель функций программного обеспечения ГИС. Предложена классификация математического обеспечения ГИС, и подробно рассмотрена сущность компонентов предложенной классификации.

8. Сформулированы требования к составу, содержанию и технологии ведения территориального банка данных, предназначенного для функционирования геоинформационного пространства. Обоснована объектовая модель данных, поддержка векторного и растрового формата данных, метода доступа к данным по номенклатуре или по координатам, возможность выборки геоинформации и моделей по координатам и по значениям семантических признаков объектов или по метрическим и логическим условиям на значения их характеристик. Разработана технология навигации в геоинформационном пространстве с использованием навигационных слоев, а также учёт изменений в нем с использованием метаданных.

9. Методологическое обоснование и технологические проработки создания геодезической пространственной информационной системы внедрены на ряде территориальных уровней - от регионального до локального, что отражают приведенные результаты реализации производственных проектов по созданию геоинформационного пространства и решению отдельных геоинформационных задач, выполненных коллективом лаборатории ГИС-технологий СГТА под руководством и при участии автора.

СПИСОК ОСНОВНЫХ НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Центральные издания

1. Лесных, И.В. / Применение ГИС-технологий для целей управления // И.В. Лесных, В.А. Середович, А.П. Карпик // Материалы международной науч-но-технич. конференции. - М.: МИИГАиК, 1997. - С. 11.

2. Карпик, А.П. Опыт создания геоинформационных систем различного назначения в СГТА / А.П. Карпик, В.А. Середович // Материалы международ-

ной научно-технической конференции, посвященной 220-летию МИИГАиК / МИИГАиК. - М.: 1999.-С. 192-193.

3. Карпик, А.П. Математическое обеспечение ГИС / А.П. Карпик, Ю.Б. Бернштейн // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2002. - № 2. -С. 106-110.

4. Карпик, А.П. Механизмы обмена данными между приложениями МГИС в среде Windows / А.П. Карпик, Ю.Б. Бернштейн // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2002. - № 3. - С. 140 - 147.

5. Карпик, А.П. Особенности создания электронной карты в среде MapInfo / А.П. Карпик, C.B. Тараненко // Геодезия и картография. - 2002. - № 5. -С. 32-38.

6. Антонович, K.M. Мониторинг объектов с применением GPS-технологий / K.M. Антонович, А.П. Карпик // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2004. - № 1. - С. 53 - 66.

7. Антонович, K.M. Спутниковый мониторинг земной поверхности / K.M. Антонович, А.П. Карпик, A.II. Клепиков // Геодезия и картография. -2004. -№ 1.-С.4- 11.

8. Карпик, А.П. Геоинформационное и геодезическо-картографическое обеспечение территорий / А.П. Карпик // Геодезия и картография. - 2004. -№ 1.-С. 34-36.

9. Карпик, А.П. Концепция геоинформационного пространства / А.П. Карпик // Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК. Ч. Геодезия / МИИГАиК. - М.: 2004. -С. 434-438.

10. Карпик, А.П. Оценка ГИС по области их использования / А.П. Карпик, С В. Тараненко // Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК. Ч. Геодезия / МИИГАиК. - М.: 2004. - С. 439 - 446.

11. Карпик, А.П. Реализация ГИС на основе трехмерной модели промышленных комплексов / А.П. Карпик, А В. Кошелев // Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК. Ч. Геодезия / МИИГАиК. - М.: 2004. - С. 428 - 433.

12. Карпик, А.П. Семантические приоритеты в тенденциях развития сферы ГИС- и АКС-моделирования / А.П. Карпик, А.Ю. Матерук // Материалы международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК. Ч. Геодезия / МИИГАиК. - М.: 2004. - С. 456 - 463.

13. Карпик, А.П. Базовые функции инструментальных программных средств IHC / А.П. Карпик // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -2004,-№5.-С. 139- 149.

14. Карпик, А.П. Функции геоинформационного обеспечения / А П. Карпик // Геодезия и картография. - 2004. - № 9. - С. 45 - 48.

15. Карпик, А.П. Роль геоинформационного обеспечения территорий / А.П. Карпик // Геодезия и картография. - 2004. - № 12. - С. 35 - 36.

16. Карпик, А.П. Геоинформационное пространство - базовая продукция геодезического обеспечения территорий в современных условиях. / А.П. Карпик // Известия вузов. Горный журнал. - Екатеринбург: 2004. - № 6. - С. 65-71.

17. Карпик, А.П. Структурно-функциональная модель I еодезической пространственной информационной системы / А.П. Карпик // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2004. - № 6.

Другие издания

18. Карпик, А.П. Алгоритмы аналитической обработки пространственных данных в ГИС / А.П. Карпик // Тезисы докладов четвертого Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике. Ч. IV, Новосибирск. -2000. - С. 62.

19. Карпик, А.П. Математические модели функционирования пользовательских приложений ГИС / А.П. Карпик // Тезисы докладов четвертого Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике. Ч. IV, Новосибирск: 2000. - С. 63.

20. Карпик, А.П. Сущность и система базовых понятий геоинформационного обеспечения территорий / А.П. Карпик // Материалы VII науч. конф. по темат. картографии, Иркутск, 20 - 22 нояб. Картограф, и геоинформ. обеспечение упр. региональным развитием. - Иркутск: Изд-во Ин-та географии СО РАН. -2002. - С. 103-106.

21. Карпик, А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий. / Монография. - Новосибирск: СГТА, 2004. - 250 с.

I

I'

i

I

I

i

< t

У

i

6 173

РНБ Русский фонд

2006-4 4999

Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Карпик, Александр Петрович

Принятые сокращения.

Введение.

1 Анализ состояния проблемы геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий.

1.1 Устойчивое развитие и роль его геодезического обеспечения.

1.2 Становление геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий.

1.3 Современное состояние геоинформационного обеспечения территорий.

1.4 Геоинформатика.

2 Методологические основы системного геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий.

2.1 Системная связь устойчивого развития с его геодезическим информационным обеспечением.

2.2 Составляющие геодезического информационного обеспечения.

2.3 Основные понятия геодезического информационного обеспечения.

2.3.1 Территория и геопространство.

2.3.2 Геоинформация.

2.3.3 Пространственные предметы.

2.3.4 Геоинформационные системы.

2.4 Системное представление геодезического информационного обеспечения

• 2.4.1 Сбор данных о территории или её изучение.

2.4.2 Информационное отображение территории.

2.4.3 Моделирование территории.

2.4.4 Пространственный анализ.

2.4.5 Подготовка пространственных решений.

2.4.6 Создание цифровых карт, визуализация.

2.4.7 Структурно-функциональная модель системного геодезического информационного обеспечения.

2.5 Информационная модель системного геодезического информационного обеспечения.

2.6 Учёт динамичности при геодезическом информационном обеспечении. ф 2.7 Отличия геодезического информационного обеспечения от геодезическо-картографического обеспечения.

3 Сущность и методологические основы построения геоинформационного пространства.

3.1 Сущность геоинформационного пространства.

3.2 Различия геоинформационных моделей и цифровых картографических изображений.

3.3 Геоинформационные характеристики геоинформационного пространства

3.3.1 Геоинформационные свойства.

3.3.2 Геоинформационные параметры.

3.3.3 Геоинформационное качество.

3.3.4 Характеристики цифровых картографических изображений.

3.4 Состав и структура геоинформационного пространства.

3.5 Цифровая карта.

3.6 Электронная карта.

3.7 Сходство и различие моделей геопространства.

3.8 Принципы формирования геоинформационного пространства.

4 Технологические основы создания геодезической пространственной информационной системы.

4.1 Сущность цифрового картографирования местности.

4.2 Информационное обеспечение геодезической пространственной информационной системы.

4.2.1 Применение систем координат при геодезическом обеспечении территорий в современных условиях.

4.2.2 Общие понятия о системах перечисления и кодирования.

4.2.3 Стандарты систем классификации и кодирования.

4.2.4 Правила цифрового описания объектов

4.3 Получение геопространственных данных.

Ф 4.3.1 Цифрование картографических материалов.

4.3.2 Наземные съёмки.

4.3.3 Дистанционное зондирование Земли.

4.4 Создание геоинформационных моделей.

4.5 Создание цифровых картографических изображений.

4.5.1 Информационные основы создания цифровых картографических изображений.

4.5.2 Преобразование геоинформационных моделей в цифровые картографические модели.

4.5.3 Создание цифровой картографической модели в процессе формирования геоинформационной модели при цифровании карт.

4.5.4 Картографическая визуализация.

4.6 Ведение банка данных геоинформационного пространства.

5 Оценка возможностей мониторинга территорий геодезическим спутниковым методом.

5.1 Общая характеристика спутникового метода координирования.

5.2 Возможности GPS и ГЛОНАСС в программах мониторинга.

5.2.1 Методы спутниковых наблюдений.

5.2.2 Абсолютный метод (точечное позиционирование).

5.2.3 Дифференциальный метод.

5.2.4 Относительный метод.

5.3 Мониторинг с применением GPS.

5.3.1 Виды динамики объектов и выбор метода наблюдений.

5.3.2 Мониторинг земной поверхности.

5.3.3 Мониторинг окружающей среды.

5.3.4 Мониторинг объектов.

5.3.4.1 Мониторинг состояния объектов.

5.3.4.2 Мониторинг положений объектов.

5.3.4.3 Мониторинг объектов при объединении с другими средствами позиционирования.

5.4 Применение GPS в службах, основанных на определении положения.

6 Геодезическое информационное обеспечение территорий на основе геоинформационных технологий.

6.1 Сущность и классификация ГИС.

6.2 Базовые функции инструментальных программных средств ГИС.

6.2.1 Обеспечение взаимодействия с пользователями.

6.2.2 Сбор геопространственных данных.

6.2.3 Создание баз геопространственных данных и управление ими.

6.2.4 Экспорт/импорт данных.

6.2.5 Преобразование данных.

6.2.6 Пространственный анализ.

6.2.7 Картографическая визуализация.

6.2.8 Формирование конечного продукта геоинформационной обработки.

6.2.9 Обеспечение разработки ГИС-приложений.

6.2.10 Администрирование системы.

6.3 Детализация основных функций ГИС.

6.4 Математическое обеспечение ПО ГИС.

6.4.1 Математическое обеспечение геометрической части ПО ГИС.

6.4.2 Математическое обеспечение атрибутивной части ПО ГИС.

6.4.3 Математическое обеспечение интеграции геометрических и атрибутивных данных.

6.5 Функциональная структура ГИС.

6.6 Оценка ГИС по целям использования.

7 Опыт применения геодезической пространственной информационной системы.

7.1 Автоматизированная технология создания геоинформационной основы земельного кадастра с использованием топографических планов.

7.2 Создание земельно-информационной системы районов Новосибирской области.

7.3 Технология создания геоинформационной модели и цифровой карты города Урай и его окрестностей.

7.4 Система геомониторинга автомобильных дорог.

7.5 Автоматизированная технология паспортизации и инвентаризации автомобильных дорог.

7.6 Технология создания цифровых кадастровых ортофотопланов полосы отвода автомобильных дорог

7.7 Разработка справочно-картографической ГИС для специалистов и широких слоев населения.

• 7.7.1 Концепция типовой справочно-картографической ГИС.

7.7.2 Типовые технические требования к созданию справочнокартографической ГИС.

Введение 2004 год, диссертация по геодезии, Карпик, Александр Петрович

Современная геодезия охватывает, в широком смысле, междисциплинарный научный и производственный комплекс, предназначенный для определения формы, размеров и гравитационных полей Земли, топографических съемок и картографического изображения ее поверхности, для обеспечения решений оборонных, экологических, управленческих и разнообразных инженерных задач, что составляет содержание геодезического обеспечения территорий.

До сравнительно недавнего времени геодезическое обеспечение территорий характеризовалось отраслевой и картографической специализацией. Геодезическая отрасль на основе заявок других отраслей создавала геодезические сети и топографические карты и формировала геодезическо-картографические территориальные фонды, которые использовались геодезическими службами других отраслей для создания специализированных геодезических сетей и тематических графических карт. Последние использовались для планирования, 9 проектирования, управления, отраслевого изучения территории и создания геодезическо-картографических отраслевых фондов. При этом комплексное использование отраслевых материалов, особенно графических карт разных отраслей, являлось чрезвычайно сложной и трудоёмкой задачей.

Развитие экономики и общества в современных условиях неразрывно связано с многогранной актуальнейшей проблемой человечества - обеспечением устойчивости его развития. Проявление этой проблемы выражается чаще всего в необходимости взаимной увязки всех решений сферы управления и обеспечения жизнедеятельности общества локального, регионального и глобального уровней иерархии территорий. Соответственно возрастает необходимость междисциплинарных исследований и комплексного межотраслевого подхода к выработке решений. А это, в свою очередь, требует организации совместного комплексного использования информационных ресурсов различных отраслей. I Применительно к пространственным информационным ресурсам это требование сводится к интегрированию различной тематической информации об объектах территории на единой пространственно-координатной основе, что является предметом геодезии.

Таким образом, в соответствии с новыми потребностями экономики и общества, усложнением окружающей среды за счёт техногенной составляющей, рамки геодезического обеспечения существенно расширяются, а его содержание изменяется.

Актуальность темы исследования. Сущность геодезического обеспечения территорий составляет комплекс процессов создания, представления, актуализации и использования пространственной информации на основе геодезического метода определения пространственного положения и формы предметов (включая процессы, явления и события) окружающего мира в геодезических • системах координат.

На современном этапе развития экономики и общества перед геодезическим обеспечением встали новые цели и задачи, вытекающие из концепции устойчивого развития территорий, и новые возможности, обусловленные новыми техническими и технологическими достижениями.

В качестве новой цели геодезического обеспечения устойчивого развития территорий выступает потребность в интегрировании на единой пространственной основе информации различных отраслей экономики и жизни общества в общее информационное пространство, построенное на единой идеологии, единых принципах и удовлетворяющее единым требованиям. Следовательно, современное геодезическое обеспечение должно удовлетворять этим новым целям, условиям, требованиям: во-первых, быть основой для взаимной увязки и совместного использования множества природных и экологических характеристик и, во-вторых, позволять сохранять и сопоставлять модели состояний территории современных и прошлых периодов. Кроме того, обязательным является требование предоставлять результаты в цифровой форме, обеспечивающей компьютерный анализ и геоинформационную обработку данных.

Новые технические и технологические возможности базируются на новых методах и средствах сбора и компьютерной обработки пространственных данных. Методы определения положения точек местности вышли в последние годы на новый качественный уровень в связи с применением спутниковых технологий, электронных тахеометров, лазерного сканирования и дистанционного зондирования с использованием цифровых методов. Моделирование окружающего пространства стало осуществляться в цифровой форме с соблюдением требований компьютерного восприятия, пространственно-временной четырехмерное™, совместимости и согласованности моделей разного масштаба и тематического назначения. Появились новые компьютерные технологии накопления, обновления и использования геопространственных данных в геодезических территориальных банках данных. Все более широкое применение находят геоинформационные системы (ГИС).

В силу приведенных причин, требований и условий в геодезии в настоящее время активно формируется и развивается новое комплексное направление, связанное с применением современных геоинформационных методов для получения и использования пространственной информации о территориях всех иерархических уровней.

В процессе становления и формирования указанного направления возникла крупная научная проблема приведения геодезического обеспечения территорий в соответствие с современными требованиями на новой методологической и технологической информационной основе с учетом потребности в их устойчивом развитии.

В диссертации предлагается системное решение указанной проблемы путем формирования нового уровня геодезической деятельности - геодезического информационного обеспечения. Он представляет обобщающий продукт развития этого комплексного направления в виде целостной геодезической пространственной информационной системы (ГПИС) обеспечения устойчивого развития территорий, ориентированной на формирование и использование единой компьютерно структурированной системы информации о территории, названной нами геоинформационным пространством. ® Технические достижения в области геодезических методов и технологий, их доступность и простота в использовании обусловили существенное расширение областей их применения непосредственно в технологических процессах отраслей экономики. Поэтому геодезическая пространственная информационная система базируется на включении методов геодезии непосредственно в технологические информационные отраслевые процессы, что обеспечивает получение тематической пространственно-привязанной информации сразу как части геоинформационного пространства, пригодной для междисциплинарного использования. Кроме того, при решении любой пространственной задачи для территории предметом обработки является только пространственная (координатная) информация, получаемая только геодезическими методами, независимо от отрасли.

Это создает предпосылки для интегрирования отраслевых информационных фондов на единой пространственной основе. т, Таким образом, геодезическое обеспечение территорий в современных условиях должно приобрести новую форму системного интегрирующего компонента, предназначенного для формирования и использования общего многоаспектного геоинформационного пространства, отображающего всю совокупность пространственных характеристик территорий. Следовательно, соответствующим образом должна измениться методология выполнения геодезических работ. Реализация рассматриваемой научной проблемы путем разработки геодезической пространственной информационной системы является актуальной и имеет важное народно-хозяйственное значение.

Методологической базой решения поставленной проблемы являются теоретические исследования, методические и технологические разработки ученых многих стран мира в области применения геоинформатики и системного подхода в геодезических науках. щ Значительный вклад в развитие геоинформационного направления в геодезических науках внесли отечественные учёные: Берлянт A.M., Гук А.П., Жалковский Е.А., Журкин И.Г., Кошкарёв A.B., Лисицкий Д.В., Мартынен-ко А.И., Савиных В.П., Тикунов B.C., Черкашин А.К., Цветков В.Я. и другие. Из зарубежных учёных необходимо отметить: P.A. Burrough, J.A. Dangermond, M.F. Goodchild, W. Huxhold, M. De Mers, F. Ormeling, R.F. Tomlinson.

В области системного формирования в геодезических науках широкое признание получили труды отечественных и зарубежных ученых: Антипова И.Т., Бывшева В.А., Гуляева Ю.П., Клюшина Е.Б., Конусова В.Г., Маркузе Ю.И., Неймана Ю.М., Панкрушина В.К., Ямбаева Х.К., D. Dikson и др.

Степень разработанности проблемы характеризуется разрозненностью выполняемых исследований и разработок, зачастую не отвечающих условиям системного подхода и не имеющих общих методологических принципов. Боль-• шинство из них не ориентированы на обеспечение устойчивости развития территорий и на комплексное применение геодезических и геоинформационных методов, на получение и использование цифровых пространственных данных, информации и моделей. Поэтому огромные потенциальные возможности геодезического обеспечения по комплексному позиционированию, ин

• тегрированию на системных принципах всего множества информационных компонентов, характеризующих территории, многомерному моделированию и компьютерному пространственному анализу окружающего мира реализуются в значительной степени недостаточно. Все это усиливает актуальность проблемы и определяет предпосылки к ее разработке на современном научно-техническом уровне.

В рамках представленной диссертации выполнены исследования для исходного локального уровня пространственной иерархии и, частично, для регионального. Локальный уровень является основополагающим, наиболее содержательным и трудоемким. Он служит базой для обобщения информации и выявления закономерностей устойчивости развития территорий на более высоких иерархических уровнях. В современных условиях недостаточного финансирования научно-технических разработок средства для создания геодезических пространственных информационных систем находятся, как правило, для территорий локальных уровней.

Целью исследования являлось методологическое и технологическое обоснование геодезической пространственной информационной системы, ориентированной на геодезическое информационное обеспечение устойчивого развития территорий.

Для достижения поставленной цели исследования решены следующие основные задачи:

- выполнен анализ современного состояния и задач геодезического обеспечения территорий в интересах их устойчивого развития;

- обоснована системная связь устойчивого развития с его геодезическим информационным обеспечением;

- обоснована методология, система понятий, информационная и функциональная структура геодезической пространственной информационной системы;

- сформулированы принципы формирования, сущность, характеристики, состав и структура геоинформационного пространства;

- разработана общая технология создания и функционирования геодезической информационной пространственной системы;

- сформулированы требования к составу, содержанию и технологии ведения территориального банка данных, предназначенного для хранения геоинформационного пространства;

- выполнена оценка потенциала спутниковых методов координирования для мониторинга территорий;

- выполнен анализ, обобщение и структурирование базовых функций инструментальных ГИС с позиций их применения при геодезическом обеспечении территорий;

- выполнен анализ математического обеспечения функционирования ГИС

• при решении задач геодезического информационного обеспечения;

- апробированы разработанные методические и технологические основы создания геодезической пространственной информационной системы.

Достоверность результатов исследований и разработок подтверждена экспериментально.

Объектом настоящих исследований является геодезическое информационное обеспечение устойчивого развития территорий как принципиально нового уровня выполнения геодезических работ.

Предметом исследования служит геодезическая пространственная информационная система создания, ведения и использования геоинформационного пространства.

Теоретическая и методологическая база исследования. Для обоснования теоретических обобщений, принципов и заключений использовались методология системного подхода, формально-логический и экспертный методы. Для обоснования рекомендаций и решения практических задач использовались методы геоинформационного моделирования и картографирования с применением компьютеров и ГИС.

Научную новизну исследований отражают следующие результаты:

- впервые определена системная связь устойчивого развития и геодезического информационного обеспечения и установлены их структурно-функциональные зависимости;

- обоснованы и предложены концепция, принципы и система понятий геодезического информационного обеспечения территорий для устойчивого развития, функциональная, информационная структура, технология создания и функционирования геодезической пространственной информационной системы;

- теоретически обоснованы и разработаны методологические и технологические принципы построения, создания и ведения геоинформационного пространства;

- обоснован необходимый набор функций и технологических средств, состав математического обеспечения и структура программного обеспечения для создания, ведения и использования геоинформационного пространства.

Теоретическая значимость работы заключается в разработке концепции, принципов, методологических и технологических основ геодезического информационного обеспечения территорий с целью их устойчивого развития, создания и функционирования единой геодезической пространственной информационной системы, формирования, ведения и использования геоинформационного пространства.

Научные положения, выносимые на защиту:

- концепция, принципы и система понятий геодезического информационного обеспечения территорий обеспечивают интеграцию информационных ресурсов различных отраслей на единой пространственной основе;

- информационная и функциональная структура, технология создания и функционирования геодезической пространственной информационной системы позволяют реализовать системный подход к решению проблемы геодезического обеспечения устойчивого развития территорий;

- методологические и технологические принципы построения, создания и ведения геоинформационного пространства на основе необходимого набора функций, средств математического и программного обеспечения определяют его структуру и содержание, как интегрированную пространственную модель территории, позволяющую создавать, вести мониторинг и использовать геоинформационное пространство для решения задач устойчивого развития территорий.

Практическая значимость работы. Выполненные в работе исследования и разработки в области геодезического информационного обеспечения территорий для их устойчивого развития, создания и функционирования геодезической пространственной информационной системы, создания, ведения и использования геоинформационного пространства позволяют осуществлять практическую деятельность и реализацию конкретных территориальных геодезических и геоинформационных проектов, а также готовить специалистов в этом направлении.

Реализация основных результатов исследования осуществлялась в рамках выполнения хоздоговорных и госбюджетных НИР по заказам Министерства образования РФ, МВД, ГИБДД, отделов вневедомственной охраны, органов административной власти, комитетов по земельным ресурсам и землеустройству различного уровня и других организаций. В частности, выполнены работы по созданию геоинформационной основы земельного кадастра; земельно-информационной системы районов Новосибирской области; геоинформационных моделей и цифровой карты города Урай и его окрестностей; системы геомониторинга, автоматизированной технологии паспортизации и инвентаризации автомобильных дорог, цифровых кадастровых ортофотопланов автомобильных дорог; справочно-картографической ГИС для специалистов и широких слоев населения (концепции и типовые технические требования).

Основные положения диссертации используются в учебном процессе СГГА при изучении специальных дисциплин для студентов специальностей «Прикладная геодезия», «Астрономо-геодезия», «Космическая геодезия», «Информационные системы и технологии», «Картография» и «Геоэкология».

Апробация результатов исследований. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на международной научно-практической конференции «Проблемы кадастра и планирования городских территорий» (г. Красноярск, 1996 г.); на международной конференции Интеркарто-3 «ГИС для устойчивого развития окружающей среды» (г. Новосибирск, 1997 г.); на международной научно-технической конференции, посвященной 65-летию СГГА (г. Новосибирск, 1998 г.); на третьем Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (СО РАН, г. Новосибирск, 1998 г.); на международной научно-технической конференции, посвященной 220-летию со дня основания Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) (г. Москва, 1999 г.); на четвертом Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (СО РАН, г. Новосибирск, 2000 г.); на VII научной конференции по тематической картографии «Картографическое и геоинформационное обеспечение управления региональным развитием», посвященной 45-летию института географии СО РАН (г. Иркутск, 2002 г.); на LUI международной научно-технической конференции, посвященной 70-летию СГГА «Современные проблемы геодезии и оптики» (г. Новосибирск, 2003 г.); наЫУ научно-технической конференции, посвященной 225-летию геодезического образования в России «Современные проблемы геодезии и оптики» (г. Новосибирск, 2004 г.); на международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиК (г. Москва, 2004 г.).

Публикации (по теме диссертации). По результатам исследований опубликованы одна монография и 20 научных статей.

Структура и объём работы. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, заключения и списка использованной литературы из 305 наименований. Общий объем составляет 295 страниц, включающих 79 рисунков, 12 таблиц.

Заключение диссертация на тему "Геодезическая пространственная информационная система для обеспечения устойчивого развития территорий"

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации осуществлено системное решение актуальной научной проблемы - устранение несоответствия между новой ориентацией геодезического обеспечения территорий на сбор, обработку, интеграцию, анализ и представление пространственной информации в цифровой форме и существующей технологией геодезическо-картографического обеспечения, ориентированной, в основном, на сбор пространственной информации, её отображение и использование в аналоговой форме. Реализация решения проблемы осуществлена на основе создания и внедрения геодезической пространственной информационной системы для обеспечения устойчивого развития территорий, которая направлена на значительное повышение эффективности информационного обеспечения функционирования экономики и жизнедеятельности общества при условии обеспечения сохранения окружающей среды.

Основные научные и практические результаты, полученные в ходе исследований, заключаются в следующем:

1. Выявлены роль и значение геодезического информационного обеспечения при решении проблемы устойчивого развития территорий. Показано, что обязательным условием информационного обеспечения устойчивого развития территорий является мониторинг пространственного состояния природных и техногенных объектов различной тематики в единой координатно-временной системе с формированием и ведением единого геоинформационного пространства. Другим необходимым условием для получения пространственной информации, моделирования объектов и территории, их пространственного анализа и прогнозирования дальнейшего развития является системное объединение геодезических и геоинформационных методов и технологий на общей методологической основе.

2. Обоснованы и предложены концепция, системное представление, принципы и система понятий геодезического информационного обеспечения устойчивого развития территорий. Раскрыта сущность функционирования геодезического информационного обеспечения, разработаны его структурно-функциональная и информационная модели, предложена его реализация в виде геодезической пространственной информационной системы. Введено понятие геоинформационного пространства как информационной координированной компьютерной совокупной модели территории. Выявлены принципиальные различия картографического и геоинформационного моделирования. Целью первого является образно-знаковая модель территории, предназначенная для восприятия и использования человеком. Целью второго является совокупность геоинформационных моделей, предназначенных для восприятия и использования компьютером.

3. Сформулированы сущность, характеристики, состав и структура геоинформационного пространства. Определено, что оно является цифровым описанием совокупности частных представлений базовых элементов изучаемой территории, созданным человеком в компьютерной среде и предназначенным для компьютерного использования при решении пространственных задач и выработке пространственных решений. Базовыми элементами геоинформационного пространства являются геоинформация, геоинформационные модели, цифровые картографические изображения. Дано определение этих элементов с единых методологических позиций. В результате выполненных исследования разработана система характеристик геоинформации и геоинформационных моделей — их геоинформационных свойств и параметров, а также цифровых картографических изображений со своей совокупностью картографических свойств и параметров. Показана принципиальная возможность оценки качества проектируемого или созданного геоинформационного пространства по отдельным свойствам и параметрам или в целом. Сформулированы принципиальные различия геоинформационных и картографических моделей.

4. Разработаны и теоретически обоснованы сущность, методологические основы и принципы создания геоинформационного пространства. Предложенная структура позволяет организовать его в виде сети пространственно распределённых отраслевых баз данных при соблюдении ряда принципиальных условий и с учётом динамичности территории и потребностей экономики. Мониторинг территории следует осуществлять пообъектно и только на уровне геоинформации, что обеспечивает согласованность, создаваемых на её основе, различных геоинформационных и картографических моделей.

5. Разработаны и теоретически обоснованы технологические основы, принципы и процессы функционирования геодезической пространственной информационной системы, ориентированной на создание и ведение геоинформационного пространства. Проанализировано информационное обеспечение в виде координатно-временных систем, систем перечисления и кодирования объектов местности и объектов цифровых карт. Рассмотрены технологии сбора геоинформации и технологический процесс формирования пространственных объектов, в основе которого лежат механизмы объединения геометрических и атрибутивных геопространственных данных. Проанализирована сущность процесса картографической визуализации и показано, что этот процесс, осуществляемый непосредственным преобразованием геоинформационных моделей в картографические, наилучшим образом соответствует принципам геоинформационной обработки. Предложена система программных средств для практического формирование цифровых картографических изображений, позволяющая осуществлять управление, организацию данных, обработку и ввод-вывод.

6. Выполнена оценка потенциала спутниковых методов координирования для территориального мониторинга. Рассмотрены теоретические основы и сопоставлены различные методы спутниковых определений. Оценены области их применения. Показано, что спутниковый метод позволяет реализовать по объектное определение координат и наилучшим образом отвечает требованиям мониторинга территорий, поскольку, как правило, изменяются отдельные объекты. Кроме того, он позволяет контролировать локальные изменения поверхностей, а также координировать динамические объекты.

7. Обоснован необходимый набор и выполнено структурирование базовых функций, математического и программного обеспечения ГИС для создания, ведения и использования геоинформационного пространства. Предложена классификация ГИС по применению в геодезическом информационном обеспечении: по назначению, проблемно-тематической ориентации, территориальному охвату, способу организации пространственных данных, расширяемости функциональных возможностей. Разработана модель функций программного обеспечения ГИС. Предложена классификация математического обеспечения ГИС и подробно рассмотрена сущность компонентов предложенной классификации. Усовершенствована и апробирована методика оценки ГИС для класса задач, связанных с пространственным анализом.

8. Сформулированы требования к составу, содержанию и технологии ведения территориального банка данных, предназначенного для функционирования геоинформационного пространства. Обоснована объектовая модель данных, поддержка векторного и растрового формата данных, метода доступа к данным по номенклатуре или по координатам, возможность выборки геоинформации и моделей по координатам и по значениям семантических признаков объектов или по метрическим и логическим условиям на значения их характеристик. Разработана технология навигации в геоинформационном пространстве с использованием навигационных слоев, а также учёта изменений с использованием метаданных.

9. Методологическое обоснование и технологические проработки создания геодезической пространственной информационной системы внедрены на ряде территориальных уровней - от регионального до локального, что отражают приведенные результаты реализации производственных проектов по созданию геоинформационного пространства и решению отдельных геоинформационных задач, выполненных коллективом лаборатории ГИС-технологий СГТА под руководством и при участии автора.

Библиография Карпик, Александр Петрович, диссертация по теме Геодезия

1. Конференция ООН по окружающей среде и развитию (Рио-де-Жанейро, июнь 1992) Текст.; Информ. обзор / В.А. Коптюг. Новосибирск: СО РАН, 1992.-63 с.

2. Устойчивое развитие: ресурсы России Текст. / Под общ. ред. Акад. РАН Н.П. Лаверова. М.: Издат. центр РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004. - 212 с.

3. Тикунов, B.C. Устойчивое развитие территорий и геоинформатика Текст. / B.C. Тикунов // Материалы междунар. конф. «Интеркарто 4». ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий. -Барнаул, 1998. — С. 9 17.

4. Мазуров, Ю.Л. Устойчивое развитие регионов России. — Информационное обеспечение и учебно-научные приложения Текст. / Ю.Л. Мазуров,

5. B.C. Тикунов // Материалы междунар. конф. «Интеркарто-9». ГИС для устойчивого развития территорий. Новороссийск, Севастополь, 2003. - С. 506 — 519.

6. Вуд, Майкл. Приветствие участникам конференции «Интеркарто 3» Текст. / Майкл Вуд // Материалы междунар. конф. «Интеркарто 3». ГИС для устойчивого развития окружающей среды. Новосибирск, 1997. - С. 5 - 6.

7. Концепция устойчивого развития России. Проект Социально-экологического союза Текст. М.: Центр координации и информации социально-экологического союза, 1995.

8. Тикунов, B.C. Картографирование устойчивого развития регионов Текст. / B.C. Тикунов, Д.А. Цапук // Материалы междунар. конф. «Интеркар-то-3». ГИС для устойчивого развития окружающей среды. Новосибирск, 1997. —1. C. 428-441.

9. Тикунов, B.C. Устойчивое развитие территорий: картографо-геоинформационное обеспечение Текст. / B.C. Тикунов, Д.А. Цапук. Москва-Смоленск: МГУ, 1999. - 176 с.

10. Осипов, В.И. Геоэкология междисциплинарная наука об экологических проблемах геосфер Текст. / В.И. Осипов // Геоэкология. - 1993. — № 1. — С. 4-18.

11. Трофимов, В.Т. Геоэкология, экологическая геология и инженерная геология. Соотношение содержания объектов, предметов и задач Текст. |

12. B.Т. Трофимов, Д.Г. Залинг // Геоэкология. 1996. - № 6. - С. 43 - 54.

13. Экологические функции литосферы Текст. / Под ред. В.Т. Трофимова. М.: МГУ, 2000. - 432 с.

14. Зятькова, Л.К. Геомониторинг природной среды Текст.: монография. В 2-х т. Т. 1 / Л.К. Зятькова, И.В. Лесных Новосибирск: СГГА, 2004. -376 с.

15. Гуляев, Ю.П. Прогнозирование деформаций инженерных сооружений по геодезическим данным на основе теории динамических систем Текст. / Ю.П. Гуляев // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1981. - № 5. - С. 64 - 69.

16. Жуков, Б.Н. Геодезический контроль сооружений и оборудования промышленных предприятий Текст.: монография. Новосибирск: СГТА, 2003. -356 с.

17. Жуков, Б.Н. Руководство по геодезическому контролю сооружений и оборудования промышленных предприятий при их эксплуатации Текст. / Б.Н. Жуков. Новосибирск: СГГА, 2004. - 376 с.

18. Рекомендации по прогнозированию деформаций сооружений гидроузлов на основе результатов геодезических наблюдений Текст. / Под ред. Ю.П. Гуляева. Л.: ВНИИГ, 1991. - 60 с.

19. Системные исследования в геодезии Текст. // Межвуз. сб. Новосибирск: НИИГАиК, 1984. - 138 с.

20. Лисицкий, Д.В. Задачи и методика геоинформационного обеспечения устойчивого развития Сибирского региона Текст. / Д.В. Лисицкий // Материалы междунар. конф. «Интеркарто 3». Новосибирск, 1997. - С. 47 - 54.

21. Гуляев, Ю.П. О геодезическом мониторинге природно-технических систем и оптимальном конструировании точности его топографо-геодезической основы Текст. / Ю.П. Гуляев, Е.А. Васильев // Геодезия и картография. 2001. -№ 4. - С. 5 - 9.

22. Тетерин, Г.Н. Геодезия как метасистема, проблема целостности Текст. / Г.Н. Тетерин // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. 2004. - № 5.1. C. 158- 167.

23. Тетерин, Г.Н. Современное понимание, представление и определение геодезии Текст. Г.Н. Тетерин // Геодезия и картография. № 10. —1995. -С. 15-19.

24. Тетерин, Г.Н. Концепции развития геодезии Текст. / Г.Н. Тетерин // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2002. - № 4. - С. 51 - 60.

25. Тетерин, Г.Н. Геодезия одна из фундаментальных наук о пространстве Текст. / Г.Н. Тетерин // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2003. -№2.-С. 33-45.

26. Тетерин, Г.Н. Аксиоматическая основа и структурные элементы в геометризации и координатизации пространства в геодезии Текст. / Г.Н. Тетерин // Геодезия и картография. 2004. - № 8. - С. 17 — 20.

27. Российская Федерация. Законы. Федеральный закон о геодезии и картографии Текст. // Геодезия и картография. 1996. - № 1. - С. 1-9.

28. Антипов, И.Т. Автоматизация крупномасштабного картографирования Текст. / И.Т. Антипов, Д.В. Лисицкий // Современные направления развития геодезии и картографии. М.: Недра, 1982. - С. 75 - 78.

29. ГОСТ Р 52155-2003. Географические информационные системы федеральные, региональные, муниципальные. Общ. Техн. требования. М.: Госстандарт России: изд-во стандартов, 2003.

30. Бородко, A.B. Картографо-геодезическая отрасль России: проблемы и решения Текст. / A.B. Бородко // Геодезия и картография. 2003. - № 7. -С. 1-9.

31. Берк, В.И. Современные проблемы геодезии и вопросы создания инфраструктуры пространственных данных Текст. / В.И. Берк, A.B. Горбов, Н.Л. Макаренко // Геодезия и картография. 2004. - № 8. - С. 1-7.

32. Воройский, Ф.С. Систематизированный толковый словарь по информатике Текст. / Ф.С. Воройский. М.: Либерия, 1998. - 376 с.

33. Рожков, В.Ф. Проблемы геоинформационного обеспечения крупного города Текст. / В.Ф. Рожков // Материалы междунар. конф. «Интеркарто-3». — Новосибирск, 1997. С. 129 - 134.

34. Карпик, А.П. Роль геоинформационного обеспечения территорий Текст. / А.П. Карпик // Геодезия и картография. 2004. - № 12. - С. 35 - 36.

35. Берлянт, A.M. Геоиконика Текст. / A.M. Берлянт; МГУ им. М.В. Ломоносова, Акад. естеств. наук Рос. Федерации. М.: Fcnhtz, 1996. - 224 с.

36. Кошкарев, A.B. Геоинформатика Текст. / A.B. Кошкарев, B.C. Ти-кунов; под ред. Д.В. Лисицкого. -М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993. 213 с.

37. Каленицкий, А.И. О некоторых принципах формирования цифровой топографо-геодезической информации для ГИС Текст. / А.И. Каленицкий // Материалы междунар. конф. «Интеркарто-3». Новосибирск, 1997. - С. 338 - 343.

38. Кравченко, Ю.А. Об исчислении картографических изображений и языке картографического отображения Текст. / Ю.А. Кравченко // Геодезия и картография. 2002. - № 10. - С. 34 - 46.

39. Сербенюк, С.Н. Картография и геоинформитика — их взаимодействие Текст.-М., 1990.- 159 с.

40. Кошкарев, А.В. Понятия и термины геоинформатики и ее окружения Текст.: учебно-справ. пособие / А.В. Кошкарев; РАН Ин-т географии. — М.: ИГЕМРАН,2000. 76 с.

41. Геоинформатика Текст. / А.Д. Иванников и др. М.: МАКС Пресс, 2001.-349 с.

42. Цифровая картография и геоинформатика Текст.: краткий термино-лог. сл. / Под общ. ред. Е.А. Жалковского. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1999.-46 с.

43. Геоинформатика Текст.: толковый сл. основных терминов / Под ред. A.M. Берлянта и А.В. Кошкарева. М.: ГИС-Ассоциация, 1999. - 204 с.

44. Савиных, В.П. Геоинформационный анализ данных дистанционного зондирования Текст. / В.П. Савиных, В.Я. Цветков. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 2001. - 228 с.

45. Цветков, В.Я. Геоинформационные системы и технологии Текст. / В .Я. Цветков. — М.: Финансы и статистика, 1998. 288 с.

46. Burrough P.A. Principles of Geograpyical Information Systems for Land Resources Assessment. Clarendon press. Oxford. 1986. 193 p.

47. Burrough P. A. Deveopment of intelligent geographical information systems. Int. J. Geografical information Systems, 1992, vol. 6, № 1, pp. 1-11.

48. Dangermond J.A., Smith L.K. Geographic Information on Systems and the Revolution in Cartography: The Nature of the Role Played by a Commercial Organization.- Amer. Cartogr., 1988, 15, № 3, pp. 301 -310.

49. Goodchild M.F., Gopal S. The Accuracy of Spatial Databases. Taylor & Francis. London New York - Philadelphia, 1989, 308 p.

50. Goodchild M.F. Geografical information science. Int. J. Geografical information Systems, 1992, vol. 6, № 1, pp. 31-45.

51. Huxhold W.E. An Introduction to Urban Ceographic Information Systems. University of Wisconsin-Milwaukee. New York, Oxford University Press. -1991.-321 c.

52. Де Мерс. Географические информационные системы. Основы Текст. / Де Мерс, Н. Майкл; пер. с англ. М.: - Дата+, 1999. - 490 с.

53. Ormeling F. Ariadne s thread structure in multimedia atlases. - Pro-ceedigs of the 16 International Cartographic Conference. Cologne, 3-9 May, 1993. -Vol. 2, Bielefeld, 1993. - P. 1093 - 1100.

54. Ormeling F. Atlas Information Systems 17 Int. Cartogr.Conf. and 10 Gen. Assembly ICA. Barselona, Sept. 3-9, 1995. Proceedings. - Vol. 2. - Barselona: 1995.-P. 2127-2133.

55. Tomlinson R.F. Geographic Information Systems, Spatial Data Analysis and Decision Making in Government. University of London, July 1974.-444 p.

56. Tomlinson R.F., Calkins H.W., Marble D.F. Comhuter Handlung of Geographical Data. UNESCO Press. Paris: 1976. - 214 p.

57. Словарь по кибернетике Текст. Киев: Сов. Энциклопедия, 1979.623 с.

58. Советский энциклопедический словарь Текст. М.: Сов. энциклопедия, 1990.- 1630 с.

59. Информационные технологии для гуманитариев Текст.: учеб. пособие. Москва - Саранск, 1998. - 215 с.

60. Хорофас, Д.Н. Системы и моделирование Текст. / Д.Н. Хорофас. -М.: Мир. 1967.-420 с.

61. Блауберг, И.В. Проблемы методологии системного исследования Текст. / И.В. Блауберг, В.Н. Садовский, Э.И. Юдин. М.: Мысль, 1970.-456 с.

62. Перегудов, Ф.И. Введение в системный анализ Текст.: Учебн. пособие для вузов // Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. М.: Высш. шк., 1989. - 367 с.

63. Панкрушин, В.К. Проектирование сложных систем Текст.: Учеб. пособие / В.К. Панкрушин, Г.Н. Тетерин. Новосибирск, 1983. - 93 с.

64. Панкрушин, В.К. Системный подход к автоматизации обработки и интерпретации результатов наблюдений Текст. / В.К. Панкрушин // Межвуз. сб. Системные исследования в геодезии. Новосибирск: НИИГАиК,1984. - С. 5 - 15.

65. Конусов, В.Г. Системный подход как методологическая основа построения геодезических сетей Текст. / В.Г. Конусов // Межвуз. сб. Системные исследования в геодезии. Новосибирск: НИИГАиК, 1984. - С. 20 - 23.

66. Маркузе, Ю.И. Системный подход к проектированию и уравниванию геодезических сетей в строительстве Текст. // Ю.И. Маркузе, И.Е. Рабинович // Межвуз. сб. Системные исследования в геодезии. Новосибирск: НИИГАиК, 1984.-С. 52-60.

67. Гуляев, Ю.П. Элементы системного подхода при исследовании процесса деформаций сооружения по геодезическим данным Текст. // Межвуз. сб. науч. тр. Системные исследования в геодезии. Новосибирск: НИИГАиК, 1984. -С. 108-115.

68. Панкрушин, В.К. Системные принципы в геодезии Текст. / В.К. Панкрушин / Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1985. - № 5. - С. 34 - 41.

69. Нейман, Ю.М. О совместном уравнивании геодезических и гравиметрических измерений в трехмерном пространстве Текст. / Ю.М. Нейман, Н.В. Салин // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1985. - № 6. - С. 3 - 12.

70. Бывшев, В.А. Разработка устойчивых алгоритмов решения конечномерных и бесконечномерных некорректных задач геодезии Текст.: автореф. докт. дис. / Бывшев В.А. М.: МИИГАиК, 1989.

71. Ямбаев, Х.К. Специальные геодезические приборы для инженерно-геодезических работ Текст. М.: Недра. - 1990. - 267 с.

72. Клюшин, Е.Б. Практикум по прикладной геодезии: геодезическое обеспечение строительства и эксплуатации инженерных сооружений Текст. / Е.Б. Клюшин, Д.Ш. Михелев, Д.П. Барков. М.: Недра, 1993. — 275 с.

73. Инженерная геодезия Текст.: Учебник для вузов / Е.Б Клюшин и др.; под общ. ред. Д.Ш. Михелева. М: Высш. шк., 2000. - 464 с.

74. Антипов, И.Т. Математические основы пространственной аналитической фототриангуляции Текст. / И.Т. Антипов. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 2004. - 295 с.

75. Маркузе, Ю.И. Возможности улучшения алгоритма объединения спутниковых и наземных сетей Текст. / Ю.И. Маркузе, A.B. Антипов // Геодезия и картография. 2004. - № 4. - С. 16-21.

76. Ямбаев, Х.К. Роль высокоточных геодезических измерений в создании уникальных сооружений Текст. / Х.К. Ямбаев, Г.Е. Рязанцев, В.А. Горелов // Геодезия и картография. 2004. - № 4. - С. 22 - 26.

77. Модели природных систем Текст. / Под ред. В.И. Гурмана, И.П. Дружинина. Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1978.-223 с.

78. Экологические системы. Адаптационная оценка и управление Текст. / Под ред. К.Г. Холинга. -М.: Мир, 1981.-397 с.

79. Устойчивость геосистем Текст. / Отв. ред. А.Д. Арманд, И.Ю. Долгушин. М.: Наука, 1983. - 89 с.

80. Системное картографирование природы и хозяйства Украинской ССР Текст. / Отв. ред. А.П. Золовский. — Киев: Наукова думка, 1985. 236 с.

81. Кузнецов, П.Г. Система природа-общество-человек: устойчивое развитие Текст. / П.Г. Кузнецов, Б.Е. Большаков, О.Л. Кузнецов. М.: Ноосфера, 2000.-390 с.

82. Кузнецов, П.Г. Устойчивое развитие: синтез естественных и гуманитарных наук Текст. / П.Г. Кузнецов, Б.Е. Большаков, O.JL Кузнецов. Дубна: РАЕН, 2001.-280 с.

83. Математические основы теории автоматического регулирования Текст. / Под общ. ред. Б.К. Чемоданова. М.: Высш. шк., 1971. - 808 с.

84. Алаев, Э.Б. Социально-экономическая география Текст.: понятийно-терминолог. сл. -М.: Мысль, 1983. 350 с.

85. Реймерс, Н.С. Природопользование Текст.: словарь-справочник. -М.: Мысль, 1990. 640 с.

86. Макарова, Е.А. Поток солнечного излучения Текст. / Е.А. Макарова, A.B. Харитонов, Т.В. Казачевская. — М.: Наука, 1991. 398 с.

87. Будыко, М.И. Изменения климата Текст. / М. И. Будыко. Л.: Гид-рометиздат, 1974. - 280 с.

88. Ушаков, С.А. Дрейф материков и климаты Земли Текст. / С.А. Ушаков, Н.А. Ясманов. -М.: Мысль, 1984.-206 с.

89. Бочкарева, Т.В. Экологический «джин» урбанизации Текст. / Т.В. Боч-карева. М.: Мысль, 1988. - 369 с.

90. Скубиевская, Г.И. Загрязнение атмосферы формальдегидом Текст.: аналит. обзор / Г.И. Скубиевская, Г.Г. Дульцева. Новосибирск: СО РАН. Ин-т хим. кинетики и горения, ГПНТБ, 1994. - 70 с.

91. Пестициды в экосистемах: проблемы и перспективы Текст.: аналит. обзор. / Е.И. Киров и др. Новосибирск: СО РАН, ГПНТБ, Ин-т хим. кинетики и горения, Ин-т биологии, 1994. - 142 с.

92. Кузубова, Л.И. Утилизация и обезвреживание опасных органических отходов Текст.: аналит.обзор / Л.И. Кузубова, B.C. Кобрин. Новосибирск: СО РАН, ГПНТБ, НИОХ, 1995. - 122 с.

93. Александров, В.Ю. Экологические проблемы автомобильного транспорта Текст.: аналит. обзор / В.Ю Александров, Л.И. Кузубова, Е.П. Яблокова. -Новосибирск: Комитет по экологии и природным ресурсам, ПО «Север», ГПНТБ СО РАН, 1995. -113с.

94. Руководство по оценке воздействия промышленности на окружающую среду и природоохранные критерии при размещении предприятий Текст.: программа ООН по окружающей среде. Отдел промышленности и окружающей среды/ Пер. с англ. Новосибирск, 1989. - 193 с.

95. Критерии оценки экологической обстановки территорий для выявления зон чрезвычайной экологической ситуации и зон экологического бедствия Текст. // Зеленый мир. 1994. - № 11, 12.

96. Кочуров, Б.И. Принципы и критерии определения территорий экологического бедствия Текст. / Б.И. Кочуров, Л.Л. Розанов, Н.В. Назаревский // Изв. РАН. Сер. геогр. 1993. - № 5. - С. 67 - 76.

97. Ведрих Молдан. Показатели устойчивого развития // Sustaiable Development of the Lake Baikal Region as Model Territory for the World: Abst., Ulan-Ude, September 11-17, 1994. P. 14.

98. Кравцова, В.И. Космические методы картографирования Текст./

99. B.И. Кравцов. М.: Изд-во МГУ, 1995. - 240 с.

100. Вовк, И.Г. Вариации гравитационного поля при изменении уровня водохранилища Текст. / И.Г. Вовк // Геодезия и картография. 1982. - № 9. —1. C. 12-15.

101. Вовк, И.Г. Математическое моделирование переменного гравитационного поля земли в геодезии Текст.: автореф. дис. на соиск. учен. степ, д-ра техн. наук., Вовк Игорь Григорьевич. Новосибирск, 1996. - 37 с.

102. Вовк, И.Г. Математическое моделирование эволюции геофизических полей по результатам сферического гармонического анализа Текст. / И.Г. Вовк, A.C. Суздалев // Вестн. СГГА. 1997. - № 2. - С. 97 - 99.

103. Тикунов, B.C. Моделирование в картографии Текст. / B.C. Тикунов. -М.: Изд-во МГУ, 1997.-405 с.

104. Колмогоров, В.Г. Картографические корреляционные модели современной динамики Сибири Текст./ В.Г. Колмогоров // Математические модели в геодезии, кадастре и оптотехнике: материалы конгр. ИНПРИМ-98. Новосибирск: СГГА, 1999.-С. 25-30.

105. Максименко, Ю.Л. Оценка воздействия на окружающую среду как основа государственной экологической экспертизы Текст. / Ю.Л. Максименко, А.П. Черданцев // Экол. эспертиза: Обзор, информ. ВИНИТИ. 1991. - № 2. -С. 1-14

106. Аковецкий, В.И. Использование достижений научно-технического прогресса в решении экологических проблем Текст. / В.И. Аковецкий // Научн.-техн. аспекты охраны окруж. среды. М.: ВИНИТИ, 1990. - № 6. - С. 17 - 42.

107. Горшков, В.Г. Окружающая среда: от новых технологий к новому мышлению Текст. / В.Г. Горшков, К.Я. Кондратьев, В.И. Данилов-Данильян // Зелен, мир. 1994.-№ 19. - 27 с.

108. Социально-правовые механизмы управления природопользованием Текст.: аналит. обзор. Новосибирск: СО РАН, ин-т философии и права, 1995. -150 с.

109. Зверев, А.Т. Место информатики и экологии в модели устойчивого развития системы человек-общество-природа Текст. /А.Т. Зверев // Материалы междунар. научно-техн. конф., посвящ. 225-летию МИИГАиК. Геоинформатика. -М., 2004.-С. 229-234.

110. Каленицкий, А.И. Геодезическо-гравиметрический мониторинг техногенной геодинамики инженерных сооружений Текст. / А.И. Каленицкий // Геодезия и картография. 2000. - № 8. - С.24 - 27.

111. Берлянт, A.M. Картография Текст.: учебник для вузов / A.M. Бер-лянт. М.: Аспект Пресс, 2001. - 336 с.

112. Панкрушин, В.К. Математическое моделирование и идентификация геодинамических систем Текст. / В.К. Панкрушин. — Новосибирск: СГГА, 2002. 424 с.

113. Середович, В.А. Идентификация движений и напряженно-деформированного состояния самоорганизующихся геодинамических систем по комплексным геодезическим и геофизическим наблюдениям Текст.: Монография/

114. B.А. Середович, В.К. Панкрушин, Ю.И. Кузнецов, Б.Т. Мазуров, В.Ф. Ловягин; под общей редакцией В.К. Панкрушина. Новосибирск: СГГА, 2004. - 356 с.

115. Салищев, К.А. Картография Текст.7 К.А. Салшцев. -М.: Высш. шк., 1982.-272 с.

116. Карпик, А.П. Методологические и технологические основы геоинформационного обеспечения территорий Текст.: Монография. Новосибирск: СГГА, 2004.-250 с.

117. Философский энциклопедический словарь Текст. М., 1989. -255 с.

118. Новая философская энциклопедия Текст. Т. 3. М.: Мысль, 2001.692 с.

119. Goodchild М. F. Geographic information systems. «Progr. Hum. Geogr.», 1888 - 1912, № 4, p. 560 - 566.

120. Толковый словарь по геоинформатике Текст. / Ю.Б. Баранов и др.; под ред. A.M. Берлянта. и A.B. Кошкарева//ГИС-обозрение, 1998. CD ROM.

121. Журкин, И.Г. Анализ структуры данных для представления в ГИС Текст. / И.Г. Журкин, А.Н. Никишин // Геодезия и картография. 2003. - № 8.1. C. 44 -49.

122. Карпик А.П. Функции геоинформационного обеспечения Текст. / А.П. Кар пик // Геодезия и картография. 2004. - № 9. - С. 45-48.

123. Карпик, А.П. Структурно-функциональная модель геодезической пространственной информационной системы Текст. / А.П. Карпик // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2004 - № 6. - С. 140 - 148.

124. Побединский, Г.Г. Вопросы периодичности обновления и мониторинга топографических карт и планов как информационной составляющей систем управления территориями Текст. / Г.Г. Побединский // Геодезия и картография.-2002.-№ 10.-С. 13-21.

125. Карпик, А.П. Геоинформационное и геодезическо-картографическое обеспечение территорий Текст. / А.П. Карпик // Геодезия и картография. -2004.-№ 1.С. 34-36.

126. Карпик, А.П. Концепция геоинформационного пространства Текст. / А.П. Карпик // Материалы междунар. научно-техн. конф., посвящ. 225-летию МИИГАиК. Ч. Геодезия. М.: МИИГАиК, 2004. - С. 434 - 438.

127. Карпик, А.П. Геоинформационное пространство базовая продукция геодезического обеспечения территорий в современных условиях Текст. / А.П. Карпик // Изв. вузов. Горный журнал. - Екатеринбург, 2004. - № 6. -С. 65-71.

128. Лисицкий, Д.В. Автоматизированные информационно-измерительные системы Текст.: Учеб. пособие / Д.В. Лисицкий, В.А. Середович. Новосибирск: НИИГАиК, 1989. - 96 с.

129. Камашев, Е.А. Цифровой топографический план Новосибирска Те-екст. / Е.А. Камашев, С.Н. Лавров, А.Н. Тимофеев // Информ. бюл. ГИС-ассоциации. 1998. - № 3(15). - С. 82 - 83.

130. Каленицкий, А.И. Концептуальные решения муниципальной ГИС города Новосибирска Текст. / А.И. Каленицкий, С.Н. Лавров, Д.В. Лисицкий, В.А. Середович //Материалы междунар. научно-техн. конф., посвящ. 65-летию СГГА-НИИГАиК. Новосибирск, 1999. - С. 3 - 6.

131. Лисицкий, Д.В. Основные принципы цифрового картографирования местности Текст. / Д.В. Лисицкий. М.: Недра, 1988. - 261 с.

132. Забнев, В.И. Современные нормативно-технические документы Текст. / В.И. Забнев // Геодезия и картография. 2004. - № 10. - С. 7 - 14.

133. Рогачев, A.B. О разработке отраслевых стандартов Роскартографии в области цифровой картографии Текст. / A.B. Рогачев // Информ. бюл. ГИС-Ассоциации. 1999. - № 1(18). - С. 23.

134. Единая государственная система геодезических координат 1995 года (СК-95) Текст. / Н.Л. Макаренко и др.; под ред. A.A. Дражнюка. М.: - Федерал. служба геодезии и картографии России, 2000. - 34 с.

135. Хабаров, В.Ф. Деятельность Федеральной службы геодезии и картографии России (1996-2003) Текст. В. Ф. Хабаров // Первый конгресс геодезистов и картографов. Доклады. Москва, 16-20 дек. 2002 г. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 2003. - С. 5 - 15.

136. Хабаров, В.Ф. О развитии ФАГС и ВГС и постоянно действующих спутниковых станций Текст. / В.Ф. Хабаров // Геодезия и картография. 2004. — № 10.-С. 15-19.

137. Модель гравитационного поля Земли ЦНИИГАиК, ГАО 98 Текст. / Г.В. Демьянов и др. // Научн.-техн. сб. по геодезии, аэрокосм, съемкам и картографии: Физ. геодезия. - М.: ЦНИИГАиК, 1999. - С. 88 - 116.

138. Демьянов, Г.В. К вопросу о построении системы геодезического обеспечения на основе спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС Текст. / Г.И. Демьянов // Науч.-техн. сб. геодезии, аэрокосм, съемки и картографии. Физ. геодезия. -М.: ЦНИИГАиК, 1999.

139. Системы координат спутниковых навигационных систем GPS и ГЛОНАСС Текст. / Н.Л. Макаренко и др. // Геодезия и картография. 2000. -№6.-С. 16-22.

140. Состояние и перспективы развития системы геодезического обеспечения страны в условиях перехода на спутниковые методы Текст. / Б.В. Бровар // Геодезия и картография. 1999. - № 1. - С. 29 - 33.

141. Создание и реконструкция городских геодезических сетей по спутниковым технологиям Текст. / A.B. Бородко и др. // Геодезия и картография. -2004.-№2.-С. 15-25.

142. IERS Technical Note 21. IERS Conventions (1996) / D.D. McCarthy (ed.) -Paris: Central Bureau of IERS. Observatoire de Paris, July 1996. - 95 p. - Англ.

143. IERS Technical Note No. 32. IERS Conventions (2003) / D.D. McCarthy and G. Petit (eds.) Англ. - Электронный ресурс. - Режим доступа: ftp://maia.usno.naw.mil/conv2000/

144. Merrigan, M.J. A Refinement to the World Geodetic System 1984 Reference Frame / M.J. Merrigan, E.R. Swift, R.F. Wong, J.T. Saffel. Электронный ресурс. Режим доступа: http://164.214.2.59/GandG/sathtml/IQNReport8-20-02.pdf -2002. - Англ.

145. Параметры Земли 1990 года (ПЗ-90) Текст. / В.Ф. Галазин и др.; под общ. ред. В.В. Хвостова М.: Координац. научно-информ. центр, 1998. - 37 с.

146. Bazlov, Y.A. GLONASS to GPS. A New Coordinate Transformation / Y.A. Bazlov, V.F. Galazin, B.L. Kaplan et al. // GPS World. 1999. - Vol. 10, N 1. -P. 54-58. - Англ.

147. Snay, R.A. Modern terrestrial reference systems / R.A. Snay, T. Soler // Professional Surveyor. 1999. - Vol. 19, No. 10. - 2000. - Vol. 20, No. 2,3,4. - Англ.

148. Soler, T. A note on frame transformations with applications to geodetic datums / T. Soler, J. Marshall // GPS Solutions, Vol. 7 No. 1. 2003. - P. 23 - 32. -Англ.

149. Milbert, D.G. GPS and Geoid90 the new level rod / D.G. Milbert // GPS World. - 1992. - Vol. 3, No 2. - P. 38 - 43. - Англ.

150. Rizos, C. Principles and Practice of GPS Surveying. Version 1.1, September 1999. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gmat.unsw.edu.au/snap/gps/gps survey/ - Англ.

151. Bock, Y. Establishment of three-dimensional geodetic control by interfer-ometiy with the Global Positioning System / Y. Bock, R. I. Abbot, C.C. Counselman III et al. // J. of Geophys. Res., 1985, V. 90 (B9). P. 7689-7703. - Англ.

152. Новые возможности развития сети нормальных высот на территории России Текст. / В.Б. Непоклонов и др. // Геодезия и картография. 1996. - № 7. — С. 20 -22.

153. Демьянов, Г.В. Концепция современного развития системы нормальных высот Текст. / Г.В. Демьянов // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. — 2003.-№3.-С. 3-20.

154. Основные положения о государственной геодезической сети Российской Федерации, ГКИНП (ГНТА) 01 - 006 - 03 Текст. // Геодезия и картография. - 2004. - № 11.-С.9- 16.

155. Журкин, И.Г. Концепция построения обобщенного картографического классификатора для региональной ГИС Текст. / И.Г. Журкин, А.Н. Никишин // Геодезия и картография. 2004. - № 10. - С. 36 - 42.

156. Проблемы цифрового картографирования территории России Текст.: обзор, информация / Госгисцентр. М.: ЦНИИГАиК, 1996. - 48 с.

157. Мельников, С.Р. Инновации в создании цифровых моделей трехмерные лазерные безотражательные сканирующие системы Текст. / С.Р. Мельников, О.В. Дроздов // Нефт. хоз-во. - 2001. - № 6. - С. 26 - 27.

158. Медведев, Е.М., Мельников, С.Р. Преимущества применения лазерных сканирующих систем наземного и авиационного базирования Текст. / Е.М. Медведев, С.Р. Мельников // Горн, пром-сть. 2002. - № 5. - С. 2 - 4.

159. Точное измерение расстояний с использованием безотражательного дальномера. Hiroshi Kishimoto, Nikon Geotecs Co., Ltd электронный ресурс.: сайт ЗАО Hl 111 «НавГеоКом». Режим доступа http://www.agp.ru./support/precise dr/ index.htm.

160. Products of RIEGL Laser Measurement Systems электронный ресурс.: сайт Riegl Laser Measurement Systems GMBH. Режим доступа www.riegl.com/products.htm.

161. Callidus 3D Laser Scanners Trimble. - trimble.com электронный ресурс. - Режим доступа http://www.callidus/de/en/cp3200/techn daten, html.

162. Нехин, С.С. Совершенствование аппаратно-программных средств ЦФС Текст. / С.С. Нехин, Г.А. Зотов // Геодезия и картография. 2003. - № 7. -С. 25 - 32.

163. Фототриангуляция в режиме реального времени на ЦФС Текст. / И.Т. Антипов и др. // Геодезия и картография. 2003. - № 11. - С. 32 - 37.

164. Антипов, И.Т. Пространственная фототриангуляция с использованием координат центров проектирования Текст. / И.Т. Антипов // Геодезия и картография. № 8. - с.21 - 30.

165. Нехин, С.С. Современные технологии ЦНИИГАиК для создания и обновления карт и планов Текст. / С.С. Нехин, Г.А. Зотов // Геодезия и картография. -2003. -№ 11.-С. 44-51.

166. Гук, А.П. Технология создания цифровых ортфотоснимков Текст. / А.П. Гук, М.А. Белошапкин // Современные проблемы геодезии и оптики. Междунар. научно-техн. конф., посвящ. 65-летию СГГА-НИИГАиК: Тез. докл. -Новосибирск, 1998.-С. 143.

167. Трубина, JI.K. Цифровая фотограмметрическая обработка снимков для получения геопространственных данных при оценке состояния экосистем Текст.: автореф. дис. на соиск. учен. степ, до-pa техн. наук / JI.K. Трубина. -Новосибирск: 2002.-35 с.

168. Копаев, Г.В. Второй всероссийский семинар «Проблемы ввода и обновления пространственной информации» Текст. / Г.В. Копаев // Информ. бюл. ГИС-Ассоциации. 1997. - № 2(9). - С. 19.

169. Берлянт, A.M. Геоинформационное картографирование Текст. /

170. A.М. Берлянт. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1997. - 64 с.

171. Берлянт, A.M. Принципы и методика использования географических карт для формирования банков данных Текст. / A.M. Берлянт, С.Н. Сербенюк,

172. B.C. Тикунов // Банки географ, данных для темат. картографирования. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. - С. 38 -47.

173. Цаленко, М.Ш. Моделирование семантики в базах данных Текст. / М.Ш. Цаленко. М.: - Наука. - 1989.

174. Карпик, А.П. Особенности создания электронной карты в среде MapInfo Текст. / А.П. Карпик, С.В. Тараненко // Геодезия и картография. 2002. -№5.-С. 32-38.

175. Караченцева, И.П. Интеграция ГИС и издательских систем насущная потребность картографов Текст. / И.П. Караченцева // Информ. бюл. ГИС-Ассоциации.- 1999.-№ 1(18).-С. 68.

176. Васмут, А.С. Моделирование в картографии с применением ЭВМ Текст. / А.С. Васмут М.: Недра, 1983. - 200 с.

177. Говор, В.И. Автоматизированная система для создания топографических карт акваторий Текст. / В.И. Говор, В.М. Каморный, М.М. Свидерский // Геодезия и картография. 1986. - № 8. - С. 46 — 50.

178. Holekamp Richard, A. Manager. Technical Support CALMA. Interactive computer aided cartography without a programmer // Proceeding of the ACSM -1976. - Fall Conventions - P. 363 - 369.

179. Miklosik Fr. Metodicke a realizacniproblemy automatizace v kartografii. // Geodeticky a kartograficky obzor. 1981. - SV.2712 - 9 - S. 231 - 233.

180. Stapleton Michael J. Output and graphics with particular reference to digital cartography // Charted Land Surveyor / Charted Minerals Surveyor 1979. -Vol. 1. -№ 2. - P. 9 - 14.

181. Stefanovic P. Digitalno Kartoranje // Zbornik instituta za geodezija Uni-verzitet u Beogradu Gradivenski fakutet 1981. - № 2. - S. 1 - 37.

182. Weber Wigand. Computer mapping and geographic information systems in Germany // Geo-processing 1979. - № 1. - P. 85 - 89.

183. Draft International Standard ISO/GIS 7942 Informational Processing. Graphical Kernel System (GKS). Functional Description, November 14, 1982.

184. Гусев, A.B. Программное обеспечение автоматизированных систем картографирования Текст. / А.В. Гусев, А.Ю. Матерук, С.А. Черкасов // Геодезия и картография. 1980. - № 6. - С. 39 - 42.

185. Говор, В.И. Разработка программных средств автоматизации картографирования Текст. / В.И. Говор // Автоматизация исследования и анализа географических данных. Владивосток, 1985. - С. 92 - 100.

186. Боданский, Е.Д. Технологическая линия для автоматизированного картографирования лесов Текст. / Е.Д. Боданский // Геодезия и картография. -1986. -№ 10.-С. 33 -38.

187. Бернштейн, Ю.Б. Применение навигационного плана в МАГИС Текст. / Ю.Б Бернштейн // Сб. материалов XLIX научно-техн. конф. преподавателей СГТА. Новосибирск: СГГА, 1999.

188. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС Текст. / Под ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В .А. Болдина 2-е изд.- М.: - ИПРЖР, 1999.-560 с.

189. Генике, А.А. Глобальная спутниковая система определения местоположения GPS и ее применение в геодезии Текст. / А.А. Генике, Г.Г. Победин-ский. М.:Картоцентр-Геодезиздат, 1999. -272 с.

190. Антонович, К.М. Мониторинг объектов с применением GPS-технологий Текст. / К.М. Антонович, А.П. Карпик // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2004. - № 1, - С. 53 - 66.

191. GPS for geodesy. Teunissen P.J.G., Kleusberg A. (Eds.). Berlin: Springer, 1998.-650 p.-Англ.

192. Hofmann-Wellenhof В., Lichtenegger H., Collins J. Global Positioning System theory and practice. Fifth, revised edition. - Wien, New-York: SpringerVerlag, 2001. - 382 p. - Англ.

193. Zumberge J.F., Heflin M.B., Jefferson D.C. Watkins M.M. and Webb F.H. Precise point positioning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks // J. of Geoph. Research, Vol. 102, No B3, 1997. P. 5005 - 5017. -Англ.

194. Bar-Sever Y.E., Kroger P.M., Boijesson J.A. Estimating horizontal gradients of tropospheric path delay with a single GPS receiver // J. of Geoph. Research, V. 103, NO B3, 1998.-P. 5019-5035.-Англ.

195. Han S-C, Kwon J.H., Jekeli C. Accurate absolute GPS positioning through satellite clock error estimation // Journal of Geodesy, 2001, Vol. 75, P. 33 43. -Англ.

196. Kasties G., Harrier S. Differential GPS for real time flight path surveillance //Proc. Of the First Int. Symp. On Real Time Differential Applications of the Global Positioning System. TUV, Koln, Vol. 1. 1991. - P. 205 - 237. - Англ.

197. Blackwell E.G. Overview of differential GPS Methods // Navigation (USA), Vol. 32, No 2, 1985. P. 114 - 125. - Англ.

198. Leick A. GPS Satellite Surveying. New York: A Willey-Interscience Publication. - 1995. - 560 p. - Англ.

199. Jin X.X. Algorithm for carrier-adjusted DGPS positioning and some numerical results // J. of Geodesy, Vol. 71. 1997. - P. 411 - 422. - Англ.

200. Lichtenegger H. DGPS fundamentals // Reports on Geodesy. Warshaw University of Technology. 11 (41).-998.-P. 7- 19.-Англ.

201. Mueller T. Wide area differential GPS // GPS World, Vol. 5, No. 6. -1994.-P. 36-44.-Англ.

202. Remondi В. Global Positioning System carrier phase: description and use // Bulletin Geodesique, Vol. 59, No. 4, 1985. P. 361 - 377. - Англ.

203. Bisnath S.B., Kim Donghyun and Langley R.B. A new approach to an old problem Carrier-Phase Cycle Slips // GPS World, Vol. 12, No. 5, 2001. P. 46 - 51. -Англ.

204. Большой энциклопедический словарь Текст. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Большая рос. энциклопедия. - СПб: Норинт,2002. - 1456 с.

205. Антонович, К.М. Спутниковый мониторинг земной поверхности Текст. // К.М. Антонович, А.П. Карпик, А.Н. Клепиков // Геодезия и картография. 2004. - № 1. - С. 4 - 11.

206. Beutier G., Mueller LI., Neilan R.E. The International GPS Service for Geodynamics (IGS): Development and start of official service on January 1, 1994 // Bulletin Geodesique, Vol. 68, No. 1, 1994. P. 39 - 70. - Англ.

207. Клепиков, А.Н. Определение координат пунктов в системе ITRF 2000 Текст. / А.Н. Клепиков // Сб. науч. тр. аспирантов и молодых учен. Сиб. гос. геодез. академии. Новосибирск: СГГА, 2003. - С. 58 - 63.

208. Zhang J., Bock Y., Johnson H. et al. Southern Permanent GPS Geodetic Array: Error analysis of daily position estimates and site velocities // J. of Geophysical Research, Vol. 102, No. B8, 1997. P. 18035 - 18055. - Англ.

209. Janssen V. GPS volcano monitoring // GPS Solutions, Vol. 6, 2002. -P. 128- 130.-Англ.

210. Chen X., Langley R.B., Dragert H. Investigations of annual variations in the WCDA GPS Solutions Электронный ресурс. Режим доступа -http://gauss.gge.unb.ca/papers.pdf/IONGPS96. - Англ.

211. Bevis М., Bock Y., Fang P., et al. Blending old and new approaches to regional GPS Geodesy // Eos, Transactions, American Geophysical Union, Vol. 78, No. 6, February 11, 1997. P. 61, 64 - 66. - Англ.

212. Vigny C., Chery J., Duquesnoy T. et al. GPS network monitors the Western Alps' deformation over a five-year period: 1993 1998 // J. of Geodesy, Vol. 76, No. 2, 2002. - P. 63 - 76. - Англ.

213. Сеть GPS измерений в западной части Алтае-Саянской области Текст. / В.Ю. Тимофеев и др. // Геология и геофизика. 2003. - № 11. -С. 1850- 1868.

214. Schaffrin В. and Zielinski J.B. Designing a covariance matrix for GPS baseline measurements // Manuscripta Geodaetica, Vol. 14, 1989. P. 19 27. - Англ.

215. Abidin H.Z., Darmawan D., Songsang R. et al. The use of GPS surveys for studying land subsidence // ION GPS 2000, Book of Abstracts, September 19-22, 2000. Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, Utah. - Англ.

216. Teferle N. Coninuous GPS measurement at UK tide gauge sites, 1997 -1999 // ION GPS 2000, Book of Abstracts, September 19 22, 2000. - Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, Utah. - Англ.

217. Moore Т., Zhang K., Close G. and Moore R. Real-time river level monitoring using GPS heighting // GPS Solutions, Vol. 4, No. 2, 2000. P. 63 67. - Англ.

218. Bahr D., Schottler F., Schlums C. Save your breath: GPS drives Mobile Air Quality Monitoring // GPS World, Vol. 13, No. 5, 2002. P. 18 - 20, 22, 24, 25. -Англ.

219. McLellan J.F., Porter T.R., Price P.S.J. Pipeline deformation monitoring using GPS survey techniques // J. of Surveying Engineering, Vol. 115, No. 1, 1989. -P. 56 66. - Англ.

220. Luccio M. The concrete and the clay: monitoring large structure deformation // GPS World, Vol. 13, No. 8. 2002. - P. 16. - Англ.

221. Kai-yuen Wong, King-leung Man and Wai-yee Chan. Monitoring Hong Kong's bridges // GPS World, Vol. 12, No. 7, 2001. P. 10 - 17. - Англ.

222. Galimberti F., Sanvito S. A very spatial relationship // GPS World, V. 10, No 7, July 1999. P. 22 - 26, 28, 30. - Англ.

223. Luccio M. Guiding weapons, finding soldiers // GPS World, Vol. 13, No. 8, 2002.-P. 30-32.-Англ.

224. Ruff T.M., Holden T.P. Mine eyes: Proximity alert for monster trucks // GPS World, July 2002, V. 13,No 7.-P. 16-22.-Англ.

225. Kim Donghyun, Langley R.B., Seungnam Kim. Shipyard Giants: High precision crane guidance / GPS World, V. 13, N 9. 2002. - P. 28, 30, 32 - 34. -Англ.

226. Milnes K., Ford T. Real-Time GPS FX. On-Screen Positioning of Race-cars. // GPS World, Vol. 12, No. 9, 2001. P. 12 - 16. - Англ.

227. Bevly D.M., Parkinson B. Carrier-phase differential GPS for control of a tractor towed implement // ION GPS 2000, Book of Abstracts, September 19-22, 2000. Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, Utah. - Англ.

228. Bevly D.M., Recov A. and Parkinson В. Comparison of INS vs. carrier-phase DGPS for attitude determination in the control of off-road vehicles // Navigation, Vol. 47, No. 4, 2000. P. 257 - 266. - Англ.

229. Opshaug G.R., Enge P. Robotic snow cat // ION GPS 2000, Book of Abstracts, September 19-22, 2000. Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, Utah. - Англ.

230. Cobb S., O'Connor M. Pseudolites: enhancing GPS with ground-based transmitters // GPS World, Vol. 9, No. 3,1998. P. 55 - 60. - Англ.

231. Schipper В., Soehren W., Mueller C.E. High performance, low cost commercial INS/GPS design // ION GPS 2000, Book of Abstracts, September 19 22, 2000. - Salt Palace Convention Center, Salt Lake City, Utah. - Англ.

232. Yang Y. Low-cost single frequency DGPS aided INS for vehicle control // Proc. of ION GPS-99, 12-th Int. Tech. Meet, of the Satellite Division of the Inst, of Navigation, Nashville, Tennessee, Sept. 14 17. - 1999. - P. 1419 - 1427. - Англ.

233. Ladetto Q., Merminod B. In step with INS: navigation for the blind, tracking emergency crews // GPS World, Vol. 13, No. 10, 2002. P. 30 - 38. - Англ.

234. Agnew W.G. Future drivers: autonomy, intelligence in robot competition // GPS World, V. 13, No. 11, November, 2002. P. 28, 30, 32, 34, 36. - Англ.

235. Nielsen C.S. Polar positioning Tracking Greenlands Ice Sheet / GPS World, July 1999, V. 10, No 7. P. 42 44, 46, 48, 50. - Англ.

236. Панкрушин, B.K. Динамические геоинформационные системы Текст. / В.К. Панкрушин, Нгуен Данг Ви, И.А. Гиниятов, П.Н. Губонин // Материалы междунар. конф. «Интеркарто-3». Новосибирск: - 1997. - С. 262 - 271.

237. Коновалова, Н.В. Введение в ГИС Текст.: Учеб. пособие / Н.В. Коновалова, Е.Г. Капралов. 2-е изд. испр. и доп. — М., 1997. - 155 с.

238. Карпик, А.П. Базовые функции инструментальных программных средств ГИС Текст. / А.П. Карпик // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. -2004.- №5. -С. 139-149.

239. Колмогоров, В.Г. Применение методов корреляционной картографии в геодинамических исследованиях Западно-Сибирской плиты Текст. / В.Г. Колмогоров, П.П. Колмогорова // Геодезия и картография. 2000. - № 11. - С. 30 - 38.

240. Основы геоинформатики Текст.: В 2 кн. Кн. 1: Учеб. пособие / Е.Г. Капралов и др.; под ред. B.C. Тикунова. М.: Издат. центр «Академия», 2004.-352 с.

241. Основы геоинформатики Текст.: В 2 кн. Кн. 2: учеб. пособие / Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, B.C. Тикунов и др.; под ред. B.C. Тикунова. -М.: Издат. центр «Академия». 2004. - 480 с.

242. Королев, Ю.К. Общая геоинформатика Текст. / Ю.К. Королев. Ч. 1. Теорет. геоинформатика. Вып. 1. — М.: Изд-во СП «Дата+», 1998. 118 с.

243. Берлянт, A.M. Геоинформатика: наука, технология, учебная дисциплина Текст. / A.M. Берлянт // Вестн. Моск. ун-та. Сер. геогр. 1992. - № 2. — С. 1-23.

244. Peuquet DJ., Marble D.F. Introductory Readings in Geographic Information Systems. Taylor & Francis. London New York - Philadelphia, 1990. - 320 p.

245. Карпик, А.П. Математическое обеспечение ГИС Текст. / А.П. Кар-пик, Ю.Б. Бернштейн// Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2002. - № 2. -С. 106-110.

246. Мартыненко, А.И. Основы ГИС: теория и практика Текст. / А.И. Мар-тыненко, Ю.Л. Бугаевский, С.Н. Шибалов. М., 1995.

247. Тикунов, B.C. Классификации в географии: ренессанс или увядание? Опыт формальных классификаций Текст. / B.C. Тикунов. М.: — Смоленск: Изд-во СГУ, 1997. - 367 с.

248. Symposium: Mathematical processing of cartographic data. Abstract of papers. Ed. M. Remmel. Tallin, Ac. of Sc. of the Estorian S. S. R., 1979. 100 p.

249. Тикунов, B.C. Математизация тематической картографии Текст.: препринт / B.C. Тикунов. Владивосток: Тихоокеан. Ин-т географии, 1986. - 24 с.

250. Карпик, А.П. Алгоритмы аналитической обработки пространственных данных в ГИС Текст. / А.П. Карпик // Тезисы докладов четвертого Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике. Ч. IV. Новосибирск, 2000.-С. 62.

251. Карпик, А.П. Математические модели функционирования пользовательских приложений ГИС Текст. // Тезисы докладов четвертого Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике. Ч. IV. Новосибирск,— 2000.-С. 63.

252. Карпик, А.П. Механизмы обмена данными между приложениями МГИС в среде Windows Текст. / А.П. Карпик, Ю.Б. Бернштейн // Изв. вузов. Сер. Геодезия и аэрофотосъемка. 2002. - № 3. - С. 140 - 147.

253. Журкин, И.Г. Выбор критерия и пространства свойств для оценки эффективности инструментально-программных средств ГИС / И.Г. Журкин Текст. // Информ. технологии. 1999. - № 3. - С. 28.

254. Карпик, А.П. Оценка ГИС по области их использования Текст. / А.П. Карпик, C.B. Тараненко // Материалы междунар. научно-техн. конф., по-свящ. 225-летию МИИГАиК. Ч. Геодезия. -М.: МИИГАиК,2004. С. 439 - 446.

255. Лесных, И.В. Применение ГИС-технологий для целей управления Текст. / И.В. Лесных, В.А. Середович, А.П. Карпик // Материалы междунар. конф. М.: МИИГАиК, 1997. - С. 11.

256. Современные технологии инвентаризации земель для целей кадастра/ И.В. Лесных, В.А. Середович, А.П. Карпик, A.B. Горобцов Текст. // Вестн. СГГА. Новосибирск. - 1988. - Вып. 3. - С. 53 - 56.

257. Карпик, А.П. Сканерная технология формирования цифровых карт и планов Текст.: тез. докл. / А.П. Карпик, А.Г. Неволин, В.А. Лабусов. Новосибирск, СГГА. - 1996. - С. 129-131.

258. Карпик, А.П. Автоматизация сбора и обработки геодезической информации при инвентаризации земель населенных пунктов Текст. / А.П. Карпик, C.B. Середович, О.В. Твердовский // Вестн. CITA. 1997. - Вып. 2. - С. 29 - 33.

259. Середович, В.А. Современные технологии создания геоинформационных систем для целей управления Текст. / В.А. Середович, А.П. Карпик // Материалы междунар. конф. «Интеркарто-3». Новосибирск, 1997. - С. 167 - 168.

260. Карпик, А.П. Опыт создания геоинформационных систем различного назначения в СГГА Текст. / А.П. Карпик, В.А. Середович // Материалы междунар. научно-техн. конф., посвящ. 220-летию МИИГАиК. -М.: МИИГАиК, 1999. -С.192 193.

261. Карпик, А.П. Особенности формирования геоинформационных систем для целей кадастра Текст. / А.П. Карпик, C.B. Середович, О.В. Твердовский // Вестн. СГГА. 1998. - Вып. 3. - С. 56 - 60.

262. Карпик, А.П. Тенденции развития геодезических измерительных приборов и систем Текст. / А.П. Карпик, А.К. Синякин, A.B. Кошелев // Вестн. СГГА. 1998. - № 3. - С. 61 - 64.

263. Карпик, А.П. Технология создания ГИС земельного кадастра в среде Mapinfo Текст. А.П. Карпик, С.В Тараненко, A.C. Репин // Геомониторинг на основе современных технологий сбора и обработки информации. — Новосибирск, 1999.-С. 83.

264. Карпик, А.П. Опыт создания геоинформационных систем различного назначения в СГТА Текст. / А.П. Карпик, В.А. Середович // Материалы междунар. научно-техн. конф., посвящ. 220-летию МИИГАиК. М.: МИИГАиК, 1999. -С. 192-193.

265. Разработка автоматизированной технологии формирования муниципальной ГИС по результатам наземных геодезических съемок Текст.: Отчет о НИР/CITA; рук. А. П. Карпик. Новосибирск,2001. -53с. - № ГР 0198.0006071. -Инв.№ 02.2001.05606.

266. Разработка автоматизированных технологий инвентаризации земель в городах и населенных пунктах Текст.: Отчет о НИР/СГТА; рук. В.А. Середович, А.П. Карпик. Новосибирск,2001. - 44 с. - № ГР 0195.0007128. -Инв. №02.2001.08872.

267. Создание материалов (топографических планов) на земельные участки, занятые объектами нефтедобычи на Мамонтовском ЦППН Текст.: Отчет о НИР / СГГА; рук. А.П. Карпик. Новосибирск, 2004. - 32 с. -№ ГР 0120.040677. - Инв. № 02.2004.03470.

268. Карпик, А.П. Реализация ГИС на основе трехмерной модели промышленных комплексов Текст. / А.П. Карпик, A.B. Кошелев // Материалы ме-ждунар. научно-техн. конф., посвящ. 225-летию МИИГАиК. Геодезия. М.: МИИГАиК, 2004. - С. 428 - 433.

269. Карпик, А.П. Семантические приоритеты в тенденциях развития сферы ГИС- и АКС-моделирования Текст. / А.П. Карпик, А.Ю. Матерук // Материалы междунар. научно-техн. конф., посвящ. 225-летию МИИГАиК. Ч. Геодезия. М.: МИИГАиК, 2004. - С. 456 - 463.

270. Руководство пользователя. Система PHOTOMOD 3.5. Программа Montage Desktop. ЗАО «Ракурс» Текст. М., 2004. - 84 с.