В Чехии производство карт возросло на 50% с тем же штатом сотрудников и внедрением новой системы

По материалам Esri

Map Production Increased by 50% in Czech Republic

Цифровые топографические карты для территории всей страны массово выпускаются с 2001 года. Недавно национальная картографическая система была существенно переработана, что позволило наладить непрерывный процесс ведения и обновления единой базы данных и соответствующих наборов карт в среде ArcGIS на основе последних достижений в технологии геоинформационных систем (ГИС).

Подготовка и выпуск серий государственных карт Чешской республики осуществляются под руководством Службы топографической съемки (LSO – Land Survey Office; СТС). В последние годы СТС совместно с компанией T-MAPY spol s r.o разработала и запустила Информационную систему серий государственных карт (IS NMS) для обработки базовых и тематических карт масштабов от 1:10000 до 1:100000. Эта картографическая система полностью основана на продуктах Esri с поддержкой специального приложения CPS eXpress от компании T-Kartor Sweden AB, партнера Esri.

Серии государственных карт Чехословакии, а затем Чешской республики, которые создавались с 1970х, стали основой для Фундаментальной цифровой базы географических данных (ZABAGED). Предыдущая методология создания карт была разработана в среде MicroStation с приложениями MGE. Однако эта прогрессивная для того времени линия выпуска базовых карт за последние 10 лет устарела и была поэтапно переведена на новый современный процесс производства карт, основанный на технологиях Esri.

С самого начала к новой системе предъявлялось много требований, наиболее значимыми были следующие:

Сохранение связи с базами данными-источниками — ZABAGED и базой данных географических названий (Geonames).
Хранение данных в единой бесшовной базе данных – это одно из основных различий между старой и новой технологиями. В старой системе данные хранились в отдельных файлах. Каждый лист карты был проектом, содержащим много файлов.
Создание визуализации со стандартными картографическими представлениями для базовых карт масштаба 1:10000 и 1:25000 без изменения геометрии данных.
Определение изменений в базах данных в ходе их обновления (В предыдущих системах внесение изменений означало, что весь лист карты должен был быть переделан).
Рост производства карт примерно на 50% при сохранении того же количества работников.
Поддержание высоких стандартов для печатной продукции.

Используемое программное обеспечение

Используются серверные и настольные компоненты системы ArcGIS. ArcGIS Server Basic Enterprise (новое название в ArcGIS 10.1 ArcGIS for Server Enterprise Basic) хранит пространственные данные и управляет ими в Oracle 11g. А продукты ArcGIS Desktop (ArcView, ArcEditor и ArcInfo, новые названия в версии 10.1 ArcGIS for Desktop (Basic, Standard и Advanced) соответственно) используются для подготовки картографической продукции. Также в системе IS NMS используются дополнительные модули: Maplex for ArcGIS для автоматизированного размещения подписей на картах, ArcGIS Data Interoperability – для импорта и экспорта файлов в разных форматах, ArcGIS 3D Analyst – для создания трехмерных моделей территории.

CPS eXpress – это приложение, разработанное для ArcGIS Desktop. С его помощью картограф может создать целый лист карты, ее отдельные области и внешнюю область (рамку и внешнюю рамку). Также в рабочем процессе для общего управления системой IS NMS применяется веб-приложение Workflow Manager (WfM).

Структура данных

Структура данных картографической системы IS NMS подразделяется на две части: DATA 10 и DATA 50. На основе DATA 10 создаются и обновляются базовые карты ZM 10 и ZM 25 масштаба 1:10000 и 1:25000. А DATA 50 используется для создания и обновления карт ZM 50 и ZM 100 ( базовых карт масштаба 1:50000 и 1:100000). Эти группы карт предоставляют исходные данные для создания тематических картографических вариаций для соответствующих масштабов. Для всех карт имеется два источника данных: ZABAGED и Geonames. Для добавления на карты дополнительного тематического содержания используются тематические базы данных как из внутренних источников, так и от внешних поставщиков.

Архитектура системы

IS NMS создана в трехслойной архитектуре с целью оптимизации взаимодействия между компонентом хранения данных, слоем приложений и слоем представления данных. Система включает клиентские рабочие станции в двух городах. Некоторые клиентские компьютеры находятся в штаб-квартирах LSO в Праге, но большая их часть и серверы расположены в 50 милях в городе Седлчаны. Коммуникация между Прагой и Седлчанами обеспечивается глобальной компьютерной сетью (ГКС, WAN) со скоростью передачи около 8 Мб в секунду. Данные хранятся на дисковом массиве с высокой плотностью и обновляются путем регулярного реплицирования.

Серверная часть решения состоит из двух отдельных серверов баз данных: один для DATA 10, а другой для DATA 50. Это также сервер приложений для всех серверных приложений IS NMS. В качестве РСУБД используется Oracle 11g с расширением Oracle Spatial для управления данными. Связь с базой данных обеспечивается через ArcGIS Server 9.3 Basic. На сервере приложений установлена также серверная часть менеджера рабочего процесса для контроля создаваемой продукции.

Клиентская часть системы состоит из порядка 50 рабочих станций, шесть из которых связаны посредством WAN. LSO использует 45 плавающих лицензий ArcGIS Desktop 9.3. Также IS NMS использует дополнительные модули: Maplex – для корректного размещения надписей на картах, ArcGIS Data Interoperability – для импорта и экспорта данных в различных форматах, ArcGIS 3D Analyst – для поддержки гипсометрических работ, а приложение CPS eXpress применяется для создания шаблонов карт.

Создание карт в DATA 10

В дополнение к листам карт DATA 10, производимым в масштабах 1:10000 и 1:25000, система IS NMS также позволяет создавать тематические карты в соответствии с запросами клиента. Стандартные карты выпускаются в печатном виде с использованием системы деления на листы карты или в виде цифровых растровых карт. Одной из основных причин использования единой бесшовной базы данных в производственной цепочке была возможность выпускать карты (как стандартные, так и в зависимости от требований клиента), которые не обязательно должны были соответствовать единой системе деление карты на листы.

Все картографические правки производятся в приложении ArcMap. Картографы работают над отдельным листом карты в серии карт. В обновлении участвуют все элементы карты, расположенные в оболочке процедуры обновления (то есть, все элементы на листе карты, в буферной зоне порядка 500 метров и на внутренней и наружной рамках). Помимо всего прочего, работа на листе карты заключается в разрешении конфликтов между картографическими символами. Картографу приходится корректно размещать надписи и символы, расположенные вблизи границ карты. Они размещаются двумя способами, в зависимости от того, будут ли они отображаться на бесшовной карте или на карте, разделенной на отдельные листы.

Редактирование карт осуществляется посредством длинных транзакций. Изменения вносятся в текущую рабочую версию базы данных и попадают в производственную версию базы данных только после завершения работы на соответствующем листе карты.

Листы карт ZM 25 создаются после завершения работы над листами ZM 10. Картографические представления, созданные в ZM 10, могут использоваться и в ZM 25. Это значительно сокращает время, требуемое для создания листов карт ZM 25. Разумеется, одновременно можно обрабатывать любое количество листов карт.

Менеджер по картпроизводству выбирает первоочередные области для обновления, минимизируя посредством этого возможные конфликты, которые могли бы возникнуть между рабочими версиями при одновременном редактировании данных в одних и тех же зонах. Все конфликтные ситуации решаются в интерактивном режиме. Внесенные изменения поступают в производственную базу данных только после разрешения всех конфликтов.

Бесспорным преимуществом новой технологии является ее намного более дружественная пользовательская среда. Старая технология работала с моделью, имевшей собственную библиотеку символов. Чтение карт с экрана требовало опыта и богатого воображения. Теперь, благодаря технологии Esri, картографы осуществляют редактирование в среде WYSIWYG, что более удобно (WYSIWYG – принцип «что видишь, то и получаешь», принцип полного соответствия между наблюдаемым на экране монитора изображением и его документальной копией). Некоторые объекты, такие как маски, умышленно отключены, чтобы сделать перерисовку более гладкой и быстрой.

Обновление DATA 10

Ключ к эффективному обновлению карты – это изменение только тех элементов, которые нуждаются в исправлениях. Старая технология требовала полной переделки всей карты, то есть, по сути, карта каждый раз создавалась заново. Новый процесс обновления основан на сопоставлении исходных и новых объектов в базах данных-источниках. Используются и более старые рамки. Вносимые изменения группируются вместе, и, когда наберется достаточное число исправлений, менеджер по производству поручает картографу провести обновление карты.

Существуют три типа исправлений: удаления, вставки и обновления. Если удаляемые объекты были в старой версии, но отсутствуют в новой, то система автоматически удаляет картографические представления данных объектов. Если вставляемые объекты отсутствовали в прежней версии, но присутствуют в новой, система автоматически приписывает корректные картографические правила этим объектам. Картограф-редактор может вывести на экран как удаленные, так и вставленные объекты и проверить их взаимоотношения с окружающими объектами. Обновляемые объекты имеют свое картографическое представление, корректируемое картографом.

Создание карт с помощью DATA 50

Карты, основанные на базе данных DATA 50, производятся в масштабах 1:50000 и 1:100000. Как и в случае DATA 10, система обеспечивает два стандартных вида выпускаемых картографических продуктов: печатная (бумажная) карта и цифровая растровая карта. В целом, этот процесс похож на производство карт на основе данных DATA 10. Данные для DATA 50 поступают из прежних проектов MGE и обрабатываются по-другому. Новые карты не получаются напрямую из данных, сохраненных в базе ZABAGED. Был организован новый рабочий процесс, обусловленный существенными изменениями в DATA 50, связанными с генерализацией данных, особенно в слоях, содержащих объекты застройки. Новая генерализация этих объектов в прежней схеме заняла бы неприемлемое количество времени.

Как и для карт DATA 10, все картографические правки в DATA 50 производятся в приложении ArcMap посредством длинных транзакций. Необходимость пересмотра и исправления определяется тогда, когда объект отличается от представленного в исходных базах данных. Изменения также подразделяются на удаления, вставки и обновления, генерализуются и реализуются с помощью инструментов редактирования. Объекты, напрямую получаемые из исходных баз данных, автоматически обновляются при изменении источника данных.

Этот материал подготовлен по статье Михала Траурига (Michal Traurig, michal.traurig@cuzk.cz), начальника отдела картографии и печати Службы топографической съемки Чешской республики, менеджера проекта IS NMS.

Результирующие картографические продукты, получаемые при использовании предыдущей системы (слева) и новой системы с применением ArcGIS Desktop (справа). (файл 1 czechmap)