COMPARISON OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS FOR THE PURPOSE OF CREATING THEMATIC MAPS

Кремлев О.И.

Нижневартовский государственный университет

СРАВНЕНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ СОЗДАНИЯ ТЕМАТИЧЕСКИХ КАРТ

Аннотация

Рассматриваются возможности использования популярных ГИС Mapinfo и QGis с целью выполнения одинаковой задачи в геоэкологическом картографировании. Для примера будет проведена работа по созданию карты природоохранного зонирования территории.

Ключевые слова: картография, ГИС, тематическая карта.

Kremlev O.I.

Nizhnevartovsk State University

COMPARISON OF GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEMS FOR THE PURPOSE OF CREATING THEMATIC MAPS

Abstract

The possibilities of using the popular GIS Mapinfo and QGis to meet the same challenges in geo-environmental mapping is considered. For example, efforts will be made to establish environmental zoning maps.

Keywords: cartography, GIS, thematic map.

Использование современных информационных технологий позволяет исследователям реагировать на быстрое развитие явлений, фиксируемых на тематических и специальных картах, и вносить необходимые изменения во избежание морального устаревания таких карт.

В качестве основного картографического источника была использована топографическая карта масштаба 1:200000, позволяющая осуществить в ГИС привязку растра к географическим координатам. Топографическая карта дает провести зонирование территории в крупном масштабе, с последующим привлечением других материалов, в целях дополнить итоговую карту показателями обоснования зонирования и большей информативности. Данные дистанционного зондирования в этом случае полезны для определения изменяющейся природной среды в результате строительства новых и расширения существующих техногенных объектов (промышленные зоны и линейные объекты), а также учета последствий пожаров, разливов нефти и т.п..

Цель: сравнить возможности, удобство, простоту функционала двух разных ГИС для выполнения идентичной работы.

Привязка растра к системе географических координат

Процесс привязки растра к системе координат наиболее упрощен, из-за наличия на топографической карте координатной сетки. Ввод координат осуществляется в различном формате, но например, QGis пересчитывает и записывает их в десятичном формате.

В QGis процесс привязки требует наличия подключенного модуля «привязка растров». Способ привязки основан на создании контрольных точек с известными координатами. Особенности: возможности трансформации (пересчета) в новую систему координат, возможность проверить точность привязки по сохраненному набору точек. В большинстве вариантов трансформации создается дополнительный файл формата tiff. В начале процесса привязки топографической карты требуется указать географическую систему координат Пулково 1942, затем, для правильного отображения, в свойствах проекта необходимо указать проекцию Гаусса-Крюгера и номер зоны. Аналогичные действия выполняются и для других систем координат.

У неопытного пользователя программы могут возникнуть некоторые проблемы с наполовину переведенным на русский язык интерфейсом (ver.2.10). Можно еще отметить, что руководство пользователя на официальном ресурсе имеет только частичный русский перевод [3].

В Mapinfo дополнительных установок не требуется, способ привязки немного проще, система координат и проекция указываются единожды, в начале работы, в остальном аналогичен QGis. Ввод координат осуществляется только в формате десятичных градусов.

Векторизация географической основы. Создание слоев

Следующий важный этап - создание картографической основы для будущей тематической карты, то есть оцифровка растра с учетом требующейся подробности и точности географических объектов для поставленной задачи. В нашем случае, это отсутствие линий и точек рельефа и максимальная оцифровка гидрографической сети. Рельеф может быть учтен при проведении границ водосборов, на итоговую карту не наносится, линий направления поверхностного стока не требуется. Административные границы районов и населенные пункты тоже необходимы для исследования. Остальные площадные географические объекты достаточны наличием контуров или без таковых.

Сам процесс векторизации в ГИС практически не отличается, но есть несколько важных отличий. В отличие от Mapinfo в QGis во вновь создаваемых слоях предустанавливается тип рисуемых объектов: только точки, линии или полигоны, без возможности их совмещения. Некоторые специалисты, работающие в разных ГИС считают это неправильным, другие - что такая организация позволяет строго разделять свойства и назначение слоев («дисциплинирует» пользователя).

Наибольший дискомфорт в QGis вызывает отсутствие в параметрах программы «прилипания» по линии или полигону, а не по одной точке, что реализовано в Mapinfo, и позволяет при оцифровке более быстро и удобно совмещать соседние векторные объекты.

Нанесение сведений тематической составляющей карты

Для выполнения работы по природоохранному зонированию в ГИС требуется составление карты по методу формализованных оценок [1], а также определение антропогенной нагрузки на территорию, путем совмещения слоя подготовленной картографической основы с картами (слоями) линейных объектов (дороги, нефте - газопроводы, линии электропередач и т.п.) и объектов промышленности (карьеры, вырубки, лицензионные участки, кустовые площадки, нефтеперерабатывающие предприятия) с последующим нанесением «вручную» природоохранных зон. Даже карты плотности населения (расположения населенных пунктов) позволяют корректировать зоны в связи со степенью хозяйственного использования земель. Таким же способом наносятся территориально распределенные сведения о загрязненности поверхностных вод [2].

Процесс научного исследования и проведенной оценки  территории (в т.ч. критериев) здесь не рассматривается.

Как в QGis, так и в Mapinfo, совмещение необходимых слоев, если они в растре, производится путем привязки к картографической основе и использования функции «прозрачности».

Перейдя непосредственно к созданию тематических слоев, в обоих ГИС мы сталкиваемся с недостаточностью стандартных наборов линий, штриховок и значков. QGis позволяет в свойствах слоя конструировать, создавая линии (заливки полигонов) встроенными инструментами, что при нагруженной различными внешними характеристиками карте, отнимает немало времени. Наборы встроенной библиотеки ограничены. В точечных слоях наличие символьных маркеров позволяет подобрать условные знаки, но их поиск вызывает затруднения среди массы шрифтов. Аналогично линиям, знаки тоже можно конструировать.

Алгоритмы оформления знаков, линий и подписей в QGIS вызывают ощущение перегруженности. Тем не менее, задача вполне выполнима.

В Mapinfo недостаток условных знаков, а также других возможностей программы восполняется подбором и установкой дополнительных утилит, наборов шрифтов и типов линий, что делается ГИС-специалистами индивидуально (вручную), в зависимости от  выполняемых видов работ.

Копирование и вставка векторных объектов из одного проекта в другой в QGis и Mapinfo не отличается. Главное условие - привязка к одной системе координат.

При обновлении и сохранении shape-файлов предыдущей версии QGis выдает предупреждение, что в новой они могут не открыться, тем не менее, между версиями 2.8 и 2.10 подобного замечено не было.

Оформление карты

Окончательное оформление тематической карты и легенды в Mapinfo  может быть реализовано через функцию «создание отчета». Итоговый вид карты отчета ограничен рамкой карты в основном окне программы.

Наполнение легенды зависит от качества векторизации - разделение слоев, заполнение необходимых полей при создании таблиц и т.п.

В QGis оформление тематической карты производится через «создание макета». При сдвиге карты в основном окне изменений в окне макета не происходит до обновления «текущего охвата», что недоступно в Mapinfo.

Стоит отметить удобство использования, способность выводить на итоговую карту несколько изображений, множество оформительских функций, включая указатель «север-юг», масштабную линейку (реального масштаба тематической карты) и координатную сетку. В «отчете» Mapinfo практически все эти функции есть, хоть и реализованы по другому. Например, для построения координатной сетки необходимо заранее знать координаты углов рамки карты (в последних версиях не требуется). Для зарамочного оформления карты потребуется установка утилит (напр. Planshet), отсутствующих в базовом наборе программы. Необходимо добавить, что новые инструменты оформления (утилиты) постоянно реализуются с каждой последующей версией Mapinfo. Легенду возможно редактировать в окне макета (отчета) тематической карты произвольно.

Способы экспорта отчетов в изображения и расширения файлов в обоих ГИС практически одинаковы.

Внешне, возможно субъективно, простой и приятный интерфейс «макета» QGis выглядит удобнее. Для выполнения изначальной задачи векторизации растровой основы и создания тематической карты природоохранного зонирования территории, инструментов в обеих программах достаточно.

Совместимость двух ГИС

В программе QGis возможно пересохранение созданных векторных слоев из shape-файлов в файлы других расширений, в т.ч. gpx, sqlite, tab и др. В Mapinfo эти tab-файлы открываются в виде простых линий, полигонов и точек, без сохранения свойств и цвета объектов. Привязка к системе координат сохраняется. Функция может быть полезна для переноса из одной ГИС в другую площадных или линейных объектов, местонахождения точечных объектов.

В Mapinfo для этих целей имеется инструмент «универсальный транслятор», осуществляющий операции перевода векторных файлов из одного формата в другой. Причем как из tab-файла в shape-файл, так и наоборот.

Дополнительная полезная функция: обе программы способны без конвертации открывать файлы другой ГИС с отсутствием возможности редактирования (смещения, изменения размера, количества узлов) векторного слоя. Например, копирование границ природоохранных зон из одной ГИС в другую с изменением проекции.

Вывод

Существующие сегодня геоинформационные системы, как платные, так и с открытым кодом, позволяют выполнять практически любые исследования в геоэкологическом картографировании.  Главное - понимание пользователя ГИС (исследователя) смысла рассматриваемой темы, поставленной задачи, и принятие им самостоятельного решения на выбор метода и программного обеспечения для выполнения работы.

Конечно, приходится учитывать корпоративные стандарты на информационные системы в организациях, участвующих в таких совместных работах, или для которых эти работы выполняются.

Литература

1. Кочуров Б. И. Геоэкологическое картографирование: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений / Б. И. Кочуров, Д. Ю. Шишкина, А. В. Антипова, С. К. Костовска; под ред. Б. И. Кочурова. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 192 с.
2. Кремлев О. И. Природоохранное зонирование территории Сургутского района / О. И. Кремлев, Е. Н. Козелкова // Мир науки и инноваций. – 2015. - № 1(1). Том 10. – С. 19-23.
3. Руководство пользователя QGis [Электронный ресурс] URL: http://docs.qgis.org/2.8/ru/docs/user_manual/ (дата обращения 01.12.2015).

References

1. Kochurov B. I. Geojekologicheskoe kartografirovanie: Uchebnoe posobie dlja studentov vysshih uchebnyh zavedenij / B. I. Kochurov, D. Ju. Shishkina, A. V. Antipova, S. K. Kostovska; pod red. B. I. Kochurova. – M.: Izdatel'skij centr «Akademija», 2009. – 192 s.
2. Kremlev O. I. Prirodoohrannoe zonirovanie territorii Surgutskogo rajona / O. I. Kremlev, E. N. Kozelkova // Mir nauki i innovacij. – 2015. - № 1(1). Vol. 10. – P. 19-23.
3. Rukovodstvo pol'zovatelja QGis [Electronic resource] URL: http://docs.qgis.org/2.8/ru/docs/user_manual/ (Accessed 01.12.2015).