Научно-технические основы управления муниципальными образованиями (МО) Сибири (на примере территорий Прибайкалья)

УДК 528.4 С.Ф. Мазуров

ФГУП ВостСибАГП, Роскартография Л.А. Пластинин, Р.В. Корюгин ИрГТУ, Иркутск

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ УПРАВЛЕНИЯ МУНИЦИПАЛЬНЫМИ ОБРАЗОВАНИЯМИ

Применение геоинформационных технологий с аккумулированной в них информацией на основе системной компьютеризации через создание и использование электронных карт позволяет эффективно управлять различными территориальными объектами.

Одна из задач ГИС в управлении территорией района - это совершенствование подходов к изучению объектов и явлений, формированию представления о территории как о сложной, но единой системе. Использование муниципальных ГИС позволяет делить управленческую деятельность на три категории:

- Стратегическое планирование - процесс принятия решений относительно целей и стратегий организации, изменения целей, использования ресурсов;

- Управленческий контроль - процесс, посредством которого обеспечивается получение ресурсов и их эффективное использование;

- Оперативный контроль - процесс обеспечения эффективного и квалифицированного выполнения конкретных задач.

Применение новых информационных, в частности, геоинформационных технологий в управлении муниципальным хозяйством повышает качество управленческих решений, ведущих к достижению экономического эффекта.

Развитие ГИС района необходимо проводить по основным взаимосвязанным этапам:

- Создание условий и обеспечение применения ГИС-технологий в управлении районом;

- Разработка и реализация ГИС-проектов для потребностей муниципалитета, органов государственной власти, предприятий и учреждений района;

- Выполнение проектных работ;

- Образование и развитие кадрового потенциала;

- Создание информационной сети ГИС отдельного административного района.

Муниципальные ГИС позволяют значительно улучшить и автоматизировать процесс обработки информации, ввести в документооборот картографические материалы. «Географичность» объектов позволяет

разработать структуру единой районной информационной системы ядром которой является ГИС. Целесообразно формирование единой сетевой информационной системы, обладающей гибкостью и независимостью функционирования компонентов, но поддерживающей единые стандарты обработки и обмена информацией. Наиболее перспективно создание распределенных муниципальных ГИС. Муниципальная ГИС с сетевой структурой позволяет разработать единую информационную систему районного управления и повысить информационную обеспеченность работы всех подразделений. Происходит совершенствование структуры, методов и порядка работы управления территорий. Эффективнее используются материальные и трудовые ресурсы. Появляются новые возможности получения, распространения и использования информации через внедрение новых телекоммуникационных, геоинформационных и офисных технологий. Картографические материалы интегрируются в единый муниципальный документооборот.

Процесс разработки муниципальной ГИС можно разделить на 4 этапа: стратегическое планирование, оценка сферы деятельности, разработка системы, создание системы.

Одним из важнейших вопросов создания муниципальных ГИС является подготовка цифровых основ в заданных кодах, структуре, форматах, удовлетворяющих требованиям прямого ввода и обработки. Источниками информации о местности для их создания служат топографические карты и материалы дистанционного зондирования. Качество цифровых карт определяется их информативностью, точностью, полнотой содержания, актуальностью, корректностью внутренней структуры данных [1,2].

Содержание карт районных муниципальных образований (МО) районов состоит из 4 основных блоков: картографической основы, природных комплексов и природных ресурсов, хозяйственных объектов и административно - хозяйственных границ разных уровней.

Картографическая основа таких карт представляет собой компоновку элементов топографической карты, включающих математическую основу и элементы содержания. Математическую основу составляет картографическая проекция Гаусса-Крюгера, связанная с ней координатная сетка, масштаб и опорная геодезическая сеть.

Общегеографические элементы содержания составляют гидрография, рельеф, элементы растительного покрова, населенные пункты, пути сообщения, а также промышленные и социально-культурные объекты, служащие ориентирами.

Условные обозначения элементов картографической основы, входящих в содержание тематических карт, соответствуют условным знакам, принятым для топографических карт того же масштаба.

Все элементы картографической основы служат «каркасом» для привязки специального содержания, при пользовании картой они облегчают ее чтение, ориентирование и уяснение закономерностей географического размещения основного содержания карты.

Важнейшим элементом специального содержания административно -хозяйственных карт являются природные комплексы, представляющие собой ненарушенные человеком хорологические образования природной среды, находящиеся в системе высотной поясности в зависимости от биоклиматических параметров среды и приуроченные к определенным формам рельефа. Стандартно, в горных и предгорных районах выделяются следующие типы природных комплексов: высокогорные гольцовые и подгольцовые, горно-таежные, таежные, подтаежные, долинные.

Следующей частью специального содержания карт являются природные ресурсы и хозяйственные объекты, сгруппированные в легенде по характеру их использования.

Отображение лесохозяйственных объектов раскрывает качественные и количественные характеристики лесных ресурсов, масштаб и интенсивность лесопользования, а также их пространственное размещение на территории участка картографирования. Лесопокрытые площади характеризуют выделы (ареалы) преобладающих пород леса с указанием их возраста, они изображаются точечным пунктиром со значково-буквенным символом внутри выдела. Начальные стадии восстановления лесов, нарушенных лесохозяйственной деятельностью, отображаются условными обозначениями вырубок и гарей. Кроме того, в качестве одной из форм нарушения лесной растительности показывают просеки и геологические профили.

Земельные ресурсы, в т. ч. сельскохозяйственные угодья изображаются желтым качественным фоном со значком внутри выдела и подразделяются на пашни, сенокосы и пастбища. В качестве с/х объектов показываются животноводческие фермы с указанием их товарной направленности.

На карту наносятся квартальная лесоустроительная сеть, точно привязанная к топографическим элементам и географическим координатам. Точная географическая привязка лесоустроительной сети - важнейший отличительный признак нового вида карт МО от ведомственных картографических материалов.

Водохозяйственные объекты и водные ресурсы включают объекты водного транспорта на водохранилищах и судовых реках: пристани, причалы, остановочные пункты, паромы, плотовые рейды, запани и боны, и, основной и дополнительный судовой ход. Также в эту группу объектов включаются зоны затопления проектируемых водохранилищ.

Минерально-сырьевые ресурсы характеризуют контуры геологических запасов месторождений полезных ископаемых, а также горнодобывающие объекты (карьеры) с указанием добываемого минерального сырья.

Блок границ включает: государственные, административные (субъектов Российской Федерации), границы районов, городских, поселковых и сельских МО, и хозяйственные границы (землепользователей, держателей лесного фонда и др. хозяйственных структур) границы. В качестве новых субъектов землепользования выделяются земли, отданные в ведение новым МО: городским, поселковым и сельским и др., а также отображаются границы или местоположения фермерских хозяйств или их групп.

К творческим результатам методики создания электронных карт (ЭК) районных МО относятся:

- Проведение кондиционной редакционно-технической подготовки создания ЭК;

- Разработка и создание Условных компьютерных знаков (цифрового классификатора) ЭК;

- Формирование растровых основ составления ЭК и их векторизация;

- Обработка состава и характера картоиздательских процессов ЭК с учетом компьютерного цветоделения;

- Определение варианта печати тиража созданных ЭК с учетом возможностей разных программных продуктов.

Общую технологическую цепочку создания и издания хозяйственных карт можно представить в виде схемы (рис.

административно-

1) [3].

Рис. 1. Технологическая схема создания и издания картографических произведений с применением компьютерных технологий

При разработке компьютерных условных знаков в программе векторизатора и графического векторного дизайна выполняются следующие работы.

1. Поиск хранящихся в созданных ранее библиотеках условных знаков и шрифтов необходимых элементов оформления или создание новых условных знаков с внесением их в библиотеку.

Процесс создания цифрового классификатора тачитается с подготовительных paбот, в ходе котоpых о^еделяют вид, бaзовый мaсштaб и нaзнaчение электронной кapты, для котоpой создaется клaссификaтоp,

перечень создаваемых условных знаков, их вид, состав характеристик, деление на слои, способ кодирования и так далее.

Существуют стандартные классификаторы топографической информации: для карт масштабов 1 : 25 000 - 1 : 1 000 000. Эти

классификаторы могут быть использованы в качестве основы при определении состава объектов, вида соответствующих им условных знаков и способа кодирования объектов и их характеристик.

Для специальных (тематических) слоев, для которых нужны нестандартные виды объектов, формируется новая библиотека условных знаков, применяя виды объектов, используемые в классификаторе. Вид объектов представляет собой набор примитивов, разрешенный для выбранной локализации.

К виду объекта для печати предъявляется больше требований. Необходима точность размеров, как знаков, так и расстояний между ними. Каждому объекту карты приписаны характеристики. Например, собственное название, высота объекта, наименование землепользователей.

2. Разработка иерархической структуры слоев и стилей, создание электронного шаблона карты.

Этапы составительско-оформительского процесса представлены в виде схемы (рис. 2).

Перевод растровых изображений в векторную форму заключался в непосредственном цифровании, осуществляемом либо ручным методом по растровой подложке или полуавтоматическим интерактивным способом в программе Мар 2003 «ПАНОРАМА» или в программе Easy Trase. Процесс векторизации опирался на основные правила цифрования с обязательным соблюдением топологии. Векторизация заключалась в обеспечении метрической и семантической информацией дискретных, линейных и площадных объектов и их подписей в соответствии с заранее подготовленной управляющей информацией, содержащейся в файле классификатора описания цифруемых объектов, осуществлялось редактирование и контроль цифровой информации. В качестве исходного материала использовались статистические материалы, растровые расчлененные карты, материалы космической съемки для обновления ситуации участков местности наиболее изменившихся вследствие промышленного и хозяйственного освоения территорий.

При векторизации соблюдалась систематическая очередность преобразования групп картографических объектов в векторную форму:

Рис. 2. Этапы составительско-оформительского процесса

а) площадные, линейные, векторные, точечные объекты гидрографии;

б) объекты рельефа. При цифровании рельефа объекты согласуются с созданными ранее объектами гидрографии. При этом объекты гидрографии считаются более приоритетными;

в) населенные пункты и объекты промышленного и социальнокультурного назначения. При необходимости контура населенных пунктов согласуются с созданными ранее объектами гидрографии;

г) дорожная сеть. При цифровании дорожной сети вначале следует нанести линейные объекты, а затем векторные и точечные объекты, используя режимы копирования;

д) растительность. При векторизации объекты согласуются с созданными ранее объектами гидрографии. При этом объекты гидрографии считаются приоритетными.

При векторизации картографического растрового изображения определяются три главных параметра: тип объекта, метрика (координаты) и семантика (характеристика объекта).

Тип объекта определяется его графическим представлением на обозначении и обозначает конкретный объект или класс объекта на карте. Метрика определяется из положения объекта на изображении, а она различна для разных типов объектов. Линейные объекты представляются отрезками, символы - одной или двумя точками, а области - контурами (полигонами).

Все характеристики описываются в семантике. Семантика отражает некоторые характеристики объекта (рис. 3).

Рис. 3 Семантическая характеристика объектов в составе МО

Полученные векторные слои в программе Easy Trase и Map2003 «ПАНОРАМА», где производились операции наложения всех слоев картографической основы и тематической информации, их оформление и создание подписей объектов конвертировались в векторный формат Corel Draw для подготовки электронных версий к изданию.

При этом решается проблема передачи информации в издательские системы. Для экспорта из ГИС используется обменный формат, но возникает необходимость в отслеживании правильной и полной передачи при импорте в формат Corel Draw.

Основные этапы предпечатной подготовки карт к изданию:

- Создание издательского оригинала карты;

- Преобразование изображения карты (растрирование);

- Масштабирование картографического растрового изображения;

- Компоновка карты (дизайнерские картографические работы);

- Форматирование и редактирование подписей, надписей на карте;

- Обработка изображения (удаление возможных шумов, улучшение качества изображения, корректировка изображений).

Одной из основных проблем техники печати является выбор подходящего пакета программного обеспечения рабочей группы для издательской системы в картографии. В настоящее время для целей картоиздания находят применение графо-издательские программы, не имеющие специальной картографической направленности, но обладающие оформительскими возможностями, обеспечивающими создание картографических произведений любой сложности и их печати офсетным способом Оформительские работы проводятся с использованием программ векторного графического дизайна. Применение различных типов линий и фоновых окрасок позволяет эффективно создавать картографическое изображение любой сложности. Структура слоев и стилей обеспечивает оперативное редактирование и внесение исправлений.

В Corel Draw производились сводка основной карты и легенд, создание рамок и зарамочного оформления, окончательный дизайн всего поля карты. Оформление различных текстовых материалов (списков объектов, указателей географических названий) производится в тех же программах верстки и осуществлялся перевод векторного изображения в цифровую растровую форму. [5].

Такое преобразование изображения «вектор-растр» заключается в переходе от графических координат вершин векторов в систему координат растрового изображения. После чего необходимо произвести анализ цветопередачи и при необходимости осуществляется коррекция цветов. [4]

Цвета и цветовые различия могут быть выражены с помощью различных математических моделей. Наиболее часто на практике используются две модели описания цвета: RGB и CMYK. Модели хоть и связаны друг с другом, однако, их взаимные переходы друг в друга (конвертирование) не происходят без потерь. Тем более что цветовой охват у CMYK-модели меньше вследствие более низкой чистоты основных красок по сравнению с основными излучениями RGB-модели. Это вызывает необходимость выполнения сложных калибровок всех аппаратных средств издательских компьютерных систем, требующихся для работы с цветом: 1) сканера (при формировании растровых основ); 2) монитора (по нему судят о цвете и корректируют его); 3) выводного устройства (при подготовке к изданию печатных форм). Так же необходима калибровка (нормализация процесса печатания) полиграфического оборудования - печатной машины (выполняющей конечную стадию - печать).

Существуют цвета, составляющие так называемую полиграфическую триаду печатных красок голубой, пурпурный и желтый. При печати с использованием красок этих цветов они поглощают красную, зеленую и синюю зоны спектра белого света и, таким образом, большая часть видимого цветового спектра может быть воспроизведена (репродуцирована) на бумаге. Проблема заключается в реальности и чистоте цвета красок. Данные модели

описывают реальные полиграфические печатные краски, которые, увы, далеко не так идеальны, как цветные излучения.

В издательской системе растровой графики Adobe Photoshop изображение переводилось в палитру СМТК (голубой, пурпурный, желтый, черный).

Корректура и редакционный просмотр производятся по распечатке, выполненной на струйном или лазерном принтере. Обычно достаточно двух

- трех корректурных оттисков (большее число оттисков свидетельствует о нарушениях в технологическом процессе), единичные замечания принимаются корректором на экране монитора. Также принтерные оттиски служат основой для создания макетов специального содержания.

После самокорректуры, исправлений выполненными редакторами и окончательных дизайнерских работ производится монтаж страниц на печатный лист с учетом формата печатной машины. Тиражирование карт выполнялось офсетным способом печати.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Основы геоинформатики: кн.1: Учебное пособие для студентов вузов (Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов и др.) Под редакцией В.С. Тикунова. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 352 с.

2. Основы геоинформатики: кн.2: Учебное пособие для студентов вузов (Е.Г. Капралов, А.В. Кошкарев, В.С. Тикунов и др.). Под ред. В.С. Тикунова. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 480 с.

3. Пошивайло Я.Г. Технологическая схема создания карт и атласов с применением компьтерных картографических систем // Тез. докл. материалы междунар. науч.-техн. конф. «Соврем. Проблемы геодезии и оптики», посвящ. 65-летию СГГА-НИИГАиК, 23-27 нояб. 1998 г. - Новосибирск: СГГА, 1999. - С. 205.

4. Абламейко С. В. Лагуновский Д. М. Обработка изображений: технология, методы, применение. Учебное пособие. - Мн.: Амалфея, 2000. - 304 с.

5. Бурлаков М.А., CorelDraw 12, 2004.

© С.Ф. Мазуров, Л.А. Пластинин, Р.В. Корюгин