Мельниченко А.Д., Отдел подготовки данных, ЗАО «Геоцентр-Консалтинг», г.Москва, Web: www.geocenter-consulting.ru
Abstract
“RuMap” — the digital product issued by JSC Geocenter Consulting. It includes a geoinformational data set, comprising digital vector data model of the territory of Russian Federation. Article describes structure of “RuMap”, data specification, principles of organization, techniques of creation and spheres of its application.
Статья посвящена цифровому продукту «RuMap», выпускаемому ЗАО «Геоцентр-Консалтинг». «RuMap» — это геоинформационный набор данных, содержащий векторное описание территории Российской Федерации. В статье описана структура «RuMap», детальность данных, принципы их организации, технологии создания и сферы применения продукта.
Введение
В первой декаде XXI века востребованность геоинформационных данных во всех областях современной жизни значительно возросла. Появляются новые картографические сервисы, GPS навигация получила массовое распространение и стала доступна каждому. Космические снимки высокого разрешения позволяют заглянуть практически в любой уголок Земли, не отходя от компьютера. Новые информационные технологии привели к появлению термина «неогеография» — обработке, созданию, обмену и использованию географической информации самими пользователями в режиме реального времени. Это можно наблюдать в многочисленных социальных Интернет-проектах, использующих в качестве основы картографические веб-сервисы Google Maps, Яндекс.Карты и т.п., а также на картографических ресурсах типа Wikimapia.org или Openstreetmap.org, наполняемых геоинформационным содержанием самими пользователями. На бытовом уровне все чаще можно встретить мнение: «Зачем нужны обычные карты, если все можно посмотреть на Google Earth?»
Разумеется, любой человек, более-менее знакомый с ГИС и картографией, приведет множество доводов в опровержение этого утверждения. Но очевиден тот факт, что требования к геоинформационным данным все более ужесточаются. Пользователю нужны актуальные данные, подробная детализация городских территорий и точность географической привязки, позволяющая пользоваться GPS. ЗАО «Геоцентр-Консалтинг», работая на рынке геоинформационных продуктов уже более 10 лет, имеет существенный опыт в решении подобных задач. На сегодняшний день результатом этой работы стал «RuMap».
Что такое «RuMap»
Разрабатываемый ЗАО «Геоцентр-Консалтинг» цифровой продукт «RuMap» представляет собой геоинформационный набор данных, содержащий векторное описание всей территории Российской Федерации. Продукт создается в среде ArcGIS в виде шейп-файлов и географических баз данных (GDB).
В состав «RuMap» входят следующие слои:
Административное деление Российской Федерации
границы государства
границы федеральных округов Российской Федерации
границы субъектов Российской Федерации
муниципальные районы и городские округа
административные районы городов
отдельные кварталы, микрорайоны, поселки в ранге микрорайонов, входящие в состав более крупных административных подразделений.
Населенные пункты Российской Федерации.
Топографические объекты
гидрографическая сеть
площадные топографические объекты (растительность, гидрография, кварталы населенных пунктов и т.д.)
болота.
Дорожная сеть и транспортная инфраструктура
автомобильные дороги и улицы населенных пунктов
контуры площадей
железные дороги
объекты транспортной инфраструктуры (железнодорожные станции, аэропорты, пристани, станции метрополитена)
линии метрополитена
дорожные сооружения (мосты, туннели, эстакады, дамбы).
Здания и сооружения
контуры зданий и сооружений
точки адресов.
Точки интереса (points оf interest, POI).
Граф дорожного движения.
Особенностями геоинформационного набора «RuMap» являются:
переменная детальность данных в зависимости от территории;
возможность варьировать детальностью, количественным и атрибутивным составом данных в зависимости от поставленной задачи;
административная привязка всех именованных объектов.
Эти особенности делают «RuMap» универсальным продуктом, который каждый пользователь может настраивать под свои нужды.
Граф дорожного движения
Одной из важнейших составляющих геоинформационного набора «RuMap» является единый цельный граф дорожного движения на всю территорию страны. Он представляет собой описание организации движения в виде одного основного линейного графического слоя и нескольких служебных. Основной слой содержит ребра улиц и дорог, связанные с ними атрибутивные данные о скорости прохождения ребра, направлении движения и другие характеристики дорожного движения. Служебные слои содержат запреты маневров, знаки и прочие специальные условия. Функционирование графа обеспечивает модуль ArcGIS Network Analyst и разработанные в «Геоцентр-Консалтинг» дополнительные программные инструменты и модули. Все это позволяет осуществлять полноценную навигацию и прокладку маршрутов с учетом всевозможных условий. Граф «RuMap» лежит, в частности, в основе навигационной системы «RuTrack» и ряда известных и популярных в России систем спутниковой навигации: «Автоспутник», «СитиГИД» и др.
Граф дорожного движения, то есть дорожная сеть, служит своеобразным «скелетом», вокруг которого строится весь «RuMap». Это обусловлено первостепенной важностью точной информации о дорожной сети для навигации. GPS-навигация предъявляет к ней высокие требования. Сеть дорог должна обеспечивать беспрепятственную прокладку маршрута как из одного района города в другой, так и, например, из Мурманска во Владивосток. Не менее важна и точность позиционирования на линии дороги.
Разумеется, цифровые картографические основы, создаваемые на базе государственных топографических карт масштабов 1:200 000, 1:1 000 000 и др., не удовлетворяют ни требованиям к топологической связанности, ни к точности, ни к корректности атрибутики. Поэтому сотрудниками «Геоцентр-Консалтинг» проводятся большие объемы полевых работ по заездам основных дорог страны и улиц населенных пунктов (от крупных городов до маленьких деревень). В ходе этих работ не только уточняется геометрия и атрибутика, но и собирается специальная информация об организации дорожного движения. На основании материалов полевых заездов составляются высоко детальные наборы данных для территорий населенных пунктов и обновляется граф основных дорог России.
По Москве и Московской области ведется непрерывное дежурство и ежеквартальное обновление по замечаниям пользователей, спутниковым снимкам и данным полевых обследований. Таким образом, актуальность данных для Московского региона поддерживается на высоком уровне. Подобное дежурство налаживается также и по Санкт-Петербургу.
Более подробно Интегральный граф от «Геоцентр-Консалтинг» описан в отдельной статье данного выпуска.
Детальность данных: от дома до страны
Несмотря на то, что «RuMap» обеспечивает непрерывное покрытие геоинформационными данными по всей территории России, детальность графической информации в нем различна. Она примерно соответствует масштабам 1:10 000 — 1:30 000 для городов, 1:200 000 для густонаселенных областей и 1:1 000 000 для остальной территории России. Это связано не только с отсутствием данных, но и с целесообразностью: в Центральной России требуется более подробная информация, а в горах, сибирской тайге и районах Крайнего Севера в большинстве случаев достаточно и «миллионки». И конечно, это значительно сокращает объем информации в конечном продукте, а также время на ее сбор и обработку.
В текущей версии «RuMap» данные средней детализации, примерно соответствующие масштабу 1:200 000, покрывают около 40 субъектов Российской Федерации (см. рис). Поскольку «RuMap», кроме основного назначения как Базовой основы, во многом ориентирован и на использование в автомобильных навигаторах, то очень детальная и сложная топографическая нагрузка была бы в нем избыточна. Но, в то же время, в продукте присутствуют все основные объекты, которые пользователь привык видеть на общегеографических картах: гидрография, леса, кварталы населенных пунктов, железные дороги, пристани и т.д.
В настоящее время «RuMap» содержит информацию более чем о 100 городах и 200 мелких населенных пунктах с контурами зданий и их адресами. Наборы геоинформационных данных на территории отдельных городов составляются в прямоугольной рамке, полностью покрывающей административную границу города. А поскольку в некоторых из них встречаются районы, значительно удаленные от самого города, площадь рамки бывает весьма значительной. Административные границы уточняются по Уставам и законодательным актам городов и субъектов федерации, по различным дополнительным картографическим материалам. Оцифровка ведется по спутниковым снимкам высокого разрешения. Привязка снимков осуществляется по GPS-трекам, полученным по результатам полевых заездов или из других источников. Таким образом, точность привязки вполне соответствует требованиям к картам для спутниковой навигации. Актуальность содержания также высока, поскольку информация о дорогах собирается непосредственно в поле, а давность космической съемки обычно не превышает 2-3 лет. Кроме того, информация по улицам, транспорту, зданиям, адресам и прочим элементам содержания уточняется по различным официальным и другим открытым источникам. Правильность названий улиц адресов и почтовых индексов проверяется по данным КЛАДР (Классификатор адресов России). Также налажена обратная связь (feedback) с пользователями «RuMap», которые присылают свои замечания по найденным ошибкам и неточностям.
Списки объектов
Каждый именованный объект набора геоданных «RuMap» имеет свой уникальный код объекта. Не менее значимым компонентом, чем shape-файлы слоев, являются списки объектов. Они представляют собой таблицы dBase, в которых перечислены все объекты административно-территориального деления, топографические, транспортные объекты и дорожные сооружения. Каждый объект в списке имеет привязку к административным единицам (области, району, городу, округу, микрорайону), а также к объектам более высокого ранга (улицы — к федеральным трассам, станции — к филиалам РЖД и т.д.). Таким образом, легко осуществляется поиск, сортировка и выборка объектов. И даже при наличии множества объектов с одинаковым названием, их нельзя перепутать, поскольку они имеют разные, соответствующие им, административные коды.
Все административные объекты имеют строгую иерархическую подчиненность по следующим уровням:
- страна;
- федеральный округ;
- субъекты РФ;
- муниципальные районы субъектов РФ, городские округа, административные округа городов федерального значения;
- населенные пункты, муниципальные районы городов федерального значения;
- административные округа и районы городов, микрорайоны, кварталы и части населенных пунктов.
Поскольку административно-территориальное деление является основой привязки объектов, ему уделяется повышенное внимание. К сожалению, имеющиеся государственные картографические основы зачастую имеют существенную давность, и информация о населенных пунктах на них весьма не актуальна. Поэтому для обновления базы данных населенных пунктов, административных единиц и административной подчиненности картографам ЗАО «Геоцентр-Консалтинг» приходится проводить кропотливую работу по их сверке и редакции на основе анализа Общероссийского классификатора объектов административно-территориального деления (ОКАТО), который ведется Росстатом, в сочетании с Общероссийским классификатором территорий муниципальных образований (ОКТМО) и результатами собственных полевых обследований.
Точки интереса (POI)
Еще одним, не менее важным, компонентом «RuMap» являются так называемые «точки интереса» или POI (points of interest). Это один из наиболее востребованных продуктов на рынке, и все производители включают POI в свои навигаторы с возможностью добавления пользовательских точек. На данный момент база «RuMap» содержит более 178 тысяч точек POI по всей России и она постоянно пополняется. Эти данные собираются в процессе создания геоинформационных наборов данных на города и области, а также во время полевых заездов.
Специалистами «Геоцентр-Консалтинг» разработан классификатор POI, позволяющий создать структурированную базу данных. Он содержит порядка 300 рубрик, разбитых на 9 классов:
- бизнес и производство
- государство и общество
- культура
- медицина
- наука и образование
- отдых
- торговля
- транспорт
- услуги.
Каждый класс содержит еще несколько подклассов, так что всю структуру POI можно представить в виде дерева. Классификатор учитывает двойное назначение данных «RuMap». Для автомобильной навигации из базы могут быть легко извлечены POI, интересные автомобилистам: АЗС, автосервисы, магазины, посты ДПС. Но, в то же время, POI можно использовать как полноценный справочник организаций города, содержащий их адреса, телефоны, время работы, сайты и электронную почту. Большинство точек имеет привязку к адресам, и при редактировании слоя адресов местоположение POI динамически обновляется.
Технологии производства и возможности применения
ArcGIS позволяет создавать геоинформационные наборы данных любого состава, пространственного покрытия, любой сложности и объема. Над «RuMap» одновременно работает большое количество специалистов: картографов и программистов. Технология ArcSDE позволяет одновременно редактировать различные участки пространственного набора данных. Это значительно ускоряет процесс производства, дает возможность контролировать и исправлять ошибки, синхронизировать и распределять работу специалистов. В «Геоцентр-Консалтинг» разработан ряд инструментов и утилит для ArcGIS, облегчающих процесс создания геоинформационных данных, проверки их корректности. Система управления базами данных Oracle отвечает за хранение списков объектов и базы данных POI. Это позволяет установить взаимосвязи между объектами, их взаимную подчиненность. Параллельно ведется централизованный учет и исправление замечаний, приходящих от пользователей. Весь технологический процесс направлен на создание топологически корректных, четко структурированных и актуальных геоинформационных наборов данных.
Детальность геоинформационных данных на территорию России.
«RuMap» является универсальным продуктом и спектр его применения весьма широк. Кроме автомобильной навигации, данные «RuMap» могут использоваться для создания ГИС городов и регионов, издания карт, адресных баз данных, решения задач управления и планирования, проектирования и логистики. Среди пользователей продукции ЗАО «Геоцентр-Консалтинг» есть крупнейшие отечественные и зарубежные компании, действующие в сфере GPS-навигации (NAVTEQ, MIO, Navon, Автоспутник, СитиГИД и др.), множество государственных структур (МЧС, МВД, Министерство обороны, Правительство Москвы, Московской области и др.) и большое количество негосударственных компаний самого широкого круга деятельности. Крупнейшие картографические Интернет-сервисы — Google Maps, Яндекс.Карты, Карты@Mail.Ru, Рамблер На Карте — также используют данные, входящие в «RuMap».
На сегодняшний день «RuMap» — один из наиболее успешных, постоянно и динамично развивающихся геоинформационных продуктов на российском рынке.
