Московский Государственный Университет имени М. В. Ломоносова Географический факультет

Московский Государственный Университет имени
М. В. Ломоносова
Географический факультет
Кафедра Физической географии мира и геоэкологии
«Национальные геоинформационные проекты»
Реферат
студента 3 курса
Гульбина С. Ю.
Москва-2013
Оглавление
1. Национальные геоинформационные проекты: основные цели и
задачи
2. Обзор национальных атласов различных стран мира
2.1 Национальный атлас США
2.2 Национальный атлас Канады
2.3 Национальный атлас Австралии и Новой Зеландии
2.4 Национальный атлас ФРГ
3. Национальный атлас РФ. Проблемы и недостатки
2
1. Национальные геоинформационные проекты: цели и задачи
Первые атласы создавались еще до нашей эры, на протяжении всей
истории они усовершенствовались, но вплоть до 70-х годов XX в. они
представляли
собой
бумажные
произведения.
Впервые
люди
стали
задумываться о необходимости использования ГИС-технологий в конце 60-х
годов в США. Тогда сформировалось мнение, что эти технологии
необходимы для обработки и представления данных Национальных
Переписей Населения.
Потребовалась
методика,
обеспечивающая
корректную
географическую "привязку" данных переписи. Основной проблемой стала
необходимость
конвертирования
адресов
проживания
населения,
присутствовавших в анкетах переписи, в географические координаты таким
образом, чтобы результаты переписи можно было бы оформлять в виде карт
по территориальным участкам и зонам Национальной переписи.
Для этих целей Национальное Бюро Переписей США (U.S. Census
Bureau) разработало комплексный подход к "географии переписей" и 1970
год - год очередной Национальной Переписи США, проводимой раз в десять
лет - впервые стал годом "географически локализованной переписи".
Национальный
атлас
любой
из
стран
является
источником
информации для специалистов различных областей науки, производства
культуры, сотрудников государственного аппарата, преподавателей и
студентов учебных заведений, а также широких слоев населения.
Кроме информационно-справочной и образовательной функции, у
атласа есть задача популяризовать достижения отечественной географии и
картографии как в самой стране, так и за рубежом.
Как известно, атласы классифицируются по территории и по
тематике.
Национальные
атласы
по
территориальной
классификации
3
относятся к атласам отдельных государств, а что касается тематической
классификации, то, как правило, национальные электронные атласы
относятся к общим комплексным, так как включают карты по физической,
экономической
и
иногда
политической
географии,
и
они
дают
многостороннюю характеристику картографируемой территории.
4
2. Обзор национальных геоинформационных проектов различных
стран мира
2.1 Национальный атлас США
Национальная ИПД США (NSDI) была создана в соответствии Указом
бывшего президента США Б. Клинтона от 13 апреля 1994 г. Ему
предшествовала публикация в 1993 г. Национальной академией наук США
аналогичного документа «О координации национальной инфраструктуры
пространственных данных», идеи которой возникли еще в начале 80-х годов.
Указ и ряд документов, разработанных на его основе, позволили представить
общую схему организации NSDI, которая впоследствии была в том или ином
виде воспроизведена в концепциях других ИПД и включала три компоненты:
• стандарты на пространственные данные, обслуживающие их сбор и
обмен;
•
механизм
производителями
обмена
и
пространственными
потребителями
на
основе
данными
баз
между
метаданных
их
в
распределенной сети национальных информационных центров;
• общую пространственную основу данных (по терминологии NSDI —
«framework»).
Все эти компоненты разрабатываются и реализуются в условиях
всеобъемлющего
геоинформационной
партнерства
деятельности
всех
при
субъектов
координации
национальной
ее
со
стороны
Федерального комитета по географической информации США (FGDC).
Стандартизация в рамках NSDI — наиболее детально проработанная
ее часть, поскольку развитая структура рабочих групп и комиссий FGDC по
стандартизации картографических (а позже географических) данных была
создана задолго до NSDI.
5
Национальный атлас США является, наверное, самым лучшим на
данный момент национальным геоинформационным проектом. Атлас
находится на домене http://www.nationalatlas.gov. В атласе представлен набор
данных на США в масштабе 1:1 000 000. Любой пользователь может
загрузить с сайта необходимую для него информацию абсолютно бесплатно.
Слои представлены в формате .shp, с недавнего времени поддерживаются
форматы GeoTiff и Geodatabase. Некоторое время назад данные на портале
были представлены в масштабе 1:2 000 000, переход на более крупный
масштаб позволил увеличить детализацию карт, а также теперь улучшилась
совместимость с данными по Канаде и Мексике. Большая часть векторных
карт, которые можно загрузить с сайта имеют проекцию EPSG:4326,
цифровая модель рельефа, физическая карта и снимки со спутника Landsat
представлены в поликонической проекции Альберса.
Отдельно стоит сказать про режим онлайн-карты. Прямо из браузера
можно изучать пространственное распределение необходимых показателей.
В программе представлены как базовые слои (такие как, города, границы
штатов, дороги, сеть меридианов и параллелей), так и слои с информацией о
сельском хозяйстве страны, биологии, административных границах, климате,
состоянии окружающей среды, геологии, политические, исторические карты,
карты распределения транспортных, водных и людских ресурсов. Каждый
раздел имеет в себе еще несколько подразделов, кроме того возможно
оценить динамику показателей на территории страны.
6
Рис. 1. Рабочее пространство на сайте http://www.nationalatlas.gov
2.2 Национальный атлас Канады
Проект создания CGDI (Canadian Geospatial Data Infrastructure)
стартовал в 1996 г. по инициативе Межведомственного комитета по
геоматике (IAGG) и Канадского совета по геоматике (CCOG). Одна из
программ поддержки и координации работ над CGDI, в числе задач которой
важное место занимает деятельность по созданию ее «визуализационного
компонента», — программа партнерства GeoConnection, объединяющая ряд
организационных структур и инициатив; среди них: государственная
программа развития
геоматики, координируемая Канадским центром
дистанционного зондирования; GeoGratis — структура, интегрирующая
базовые геоинформационные ресурсы CGDI, в том числе в форме
онлайнового Национального атласа Канады; программа «Атласы канадских
регионов» (СС Atlas), обеспечивающая данные и возможность создания
атласов административных образований местного уровня.
7
Одна из любопытных особенностей пространственной основы CGDI
— наличие в ней механизма координирования цифровых данных с помощью
особого слоя сети контрольных точек CDAL (CGDI Data Alignment Layer).
Среди успешных реализаций концепции и планов развертывания
CGDI — шестая Интернет-версия Национального атласа Канады, созданная в
начале
1999
г.
в
рамках
организационной
структуры
GeoGratis,
ответственной за формирование базовых пространственных данных и
обеспечение доступа к ним.
Географическую
основу
атласа
составляет
одна
из
версий
международной цифровой карты-основы масштаба 1:1000000 производства
ESRI, Inc. (США), известная как VMap Level 0 Release 4, поэтому доступ к
атласу, как и ко всем канадским цифровым данным, соответствующим
картографическому масштабу 1:1000000 и мельче, бесплатен.
По содержанию атлас вполне соответствует статусу национального,
включая типичные для него сюжеты о природе, населении и хозяйстве
страны. Внутри выбранного сюжета пользователю дана возможность
работать с базовой или расширенной версиями атласа, определять
композицию из 12 предлагаемых элементов географической основы,
масштабировать выбранный фрагмент визуализируемого изображения (в
одном из фиксированных масштабов: 1:2 000 000, 1:7 500 000, 1:12 000 000,
1:20 000 000, 1:30 000 000), визуализировать таблицы исходных данных,
напечатать карту на принтере.
Метаданные CGDI организованы в виде БД сети CEONet (Canadian
Earth Observation NETwork).
8
2.3 Национальный атлас Австралии и Новой Зеландии
Подобно иным национальным и региональным геоинфраструктурным
инициативам,
эффективность
механизмов
сбора
и
обработки
пространственных данных является главным побудительным мотивом
создания ASDI (Australian Spatial Data Infrastructure). Задача ASDI —
обеспечение публичного и равноправного доступа к национальным
геоинформационным
ресурсам
коммерческих
организаций
официальное
наименование,
и
со
стороны
государственных,
общественности.
это
международная
Несмотря
на
инициатива,
поскольку в орбиту ее разработки вовлечена Новая Зеландия. Главный
координирующий орган — тоже международная структура: АвстралоНовозеландский совет по земельной информации (ANZLIC). Совет
учрежден в 1986 г. как Австралийский совет ALIC (Australian Land
Information Council), с 1987 г. Новая Зеландия была представлена в нем
с правами, аналогичными правам штатов Австралии. С ноября 1991 г.
она
стала
Полноправным
членом
совета,
получившего
новое
наименование ANZLIC. Совету принадлежит официальная роль
координатора всех работ наряду с Федеральным комитетом по
географическим данным CSDC (Commonwealth Spatial Data Committee).
ASDI включает четыре компоненты:
• институциональную инфраструктуру;
• технические стандарты;
• базовые наборы данных;
• сеть информационных клиринговых центров (clearing house network);
и в структурном отношении мало отличается от описанной выше
американской NSDI. Аналогичен ей и уровень детальности разработки всех
9
компонентов ASDI и доля тех из них, что уже реализованы в виде
действующих систем, прототипов или частных конкретных технологических
решений.
Состав базового набора данных ASDI подробно рассмотрен выше в
подразделе «Базовая пространственная информация».
Определен состав стандартов на пространственные данные. Он
включает разработку стандартов на геодезическую основу, модели и
каталоги данных, качество данных, обмен данными и метаданные.
Утвержден стандарт на обмен пространственными данными.
2.4 Национальный атлас Германии
Данный атлас, располагающийся по адресу http://www.nationalatlas.de/
представляет собой достаточно основательное произведение. На сайте
представлены основные статьи по географической тематике и, главным
образом, картографические материалы по ФРГ.
В 2007 году была создана первая версия концепции архитектуры ИПД
Германии (GDI-DE), в разработке которой принимали участие представители
государственных
объединений
федерального,
регионального
и
муниципального уровней, входящих в ученый совет GDI-DE.
Инфраструктура пространственных данных (рис. 2) состоит из
пространственных данных и метаданных, пространственных и сетевых
служб, а также сетевых технологий и основана на национальных и
международных стандартах и нормах. Помимо технической составляющей
для создания ИПД необходимо наличие определенных организационных
условий, например, заключение соглашений о совместном использовании и
применении,
обеспечении
доступа
к
пространственным
данным,
10
метаданным, пространственным и сетевым сервисам, а также создание
механизмов контроля и надзора.
Рис. 2. Компоненты и общие условия создания ИПД
Цель создания GDI-DE — рост доступности и создание новых
возможностей использования пространственных данных в различных сферах
и
на
разных
уровнях
управления
(федеральном,
региональном,
муниципальном). Особый акцент в концепции сделан на организационной
структуре органов государственного управления Германии. ИПД ФРГ
ориентирована на потребности пользователей общественной, политической и
экономической сфер, а также сферы государственного управления, она
открыта
для
пространственных
данных
и
служб,
предоставляемых
экономическими, научными и общественными сообществами. Доступность
информации в цифровом виде – ключевая предпосылка эффективного
управления и взаимодействия в сферах общественного управления, науки и
экономики.
Что касается технической стороны вопроса, то передача векторных
пространственных данных в ИПД выполняется соответственно требованиям
Geographic Markup Language (GML).
11
Для этого пространственные модели данных описываются как схемы
XML на основе языка GML. Концептуальной основой служат:
— General Feature Model как основной принцип моделирования
пространственных данных на основе объектов (Features), обладающих
свойствами (в том числе геометрическими), и их связей;
— свод правил для создания соответствующих GML-форматов
данных (схема применения GML) для моделей пространственных данных;
— схема W3C-Standard XML для кодирования описания формата.
12
3. Национальный атлас России. Проблемы и недостатки
На данный момент в России существует ресурс, где представлен
Национальный Атлас России: http://national-atlas.ru/. Однако, на данном сайте
в основном представлена информация о бумажном атласе РФ, открыть же
интернет-атлас и вовсе представляется невозможным. На сайте предлагается
возможность заказать электронную версию атласа, которая представляет из
себя лишь отсканированные картографические материалы.
Еще в 2006 году распоряжением Правительства Российской
Федерации № 1157-р была одобрена Концепция создания и развития
инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации.
В соответствии с Концепцией основной целью создания и развития
инфраструктуры пространственных данных Российской Федерации является
обеспечение свободного доступа всех заинтересованных лиц, включая
органы
государственной
власти,
органы
местного
самоуправления,
организации и граждан, к имеющимся пространственным данным с целью их
эффективного использования.
Учитывая
действующую
структуру
федеральных
органов
исполнительной власти, и в связи с тем, что организация Российской
инфраструктуры
пространственных
данных
возложена
на
Росреестр,
нормативно-правовое обеспечение этого процесса стало одной из основных
задач Министерства экономического развития Российской Федерации.
В настоящее время в Министерстве уже подготовлен и находится в
процессе согласования с заинтересованными федеральными органами
исполнительной
направленный
власти
на
специальный
реализацию
проект
Концепции
федерального
создания
и
закона,
развития
инфраструктуры пространственных данных.
13
Подготовленным проектом федерального закона предусматривается,
создание информационной инфраструктуры пространственных данных,
состоящей из федерального банка пространственных данных, банков
пространственных данных в субъектах Российской Федерации и в
муниципальных образованиях, а также частных банков пространственных
данных.
Потребность в наличии частных банков пространственных данных на
сегодняшний момент существует у субъектов естественных монополий, иных
крупных промышленных и добывающих предприятий.
Проектом закона определяются принципы ведения и состав сведений
федерального банка пространственных данных. Устанавливается, что
федеральный банк пространственных данных должен состоять из двух
разделов: государственной геоинформационной системы, как системы сбора
и обработки информации и государственного картографо-геодезического
фонда, как средства накопления пространственных данных в который
помещаются
результаты
геодезических
и
картографических
работ,
выполненных за счет средств государственного и местных бюджетов.
В то же время часть вопросов, касающихся создания инфраструктуры
пространственных данных Российской Федерации может быть решена уже
сейчас, не дожидаясь изменений федерального законодательства.
В частности, Концепцией предусмотрено, что создание и развитие
инфраструктуры
пространственных
данных
Российской
Федерации
осуществляется на основе использования базовых пространственных данных.
При этом базовыми могут считаться пространственные данные, которые
необходимы всем потребителям и используются ими для создания
производных геоинформационных материалов.
14
В развитие этого положения Концепции Минэкономразвития России
издан приказ от 24 декабря 2008 г. № 467 «Об утверждении требований к
составу, структуре, порядку ведения и использования единой электронной
картографической основы федерального, регионального и муниципального
назначения», которая впоследствии должна стать одним из главных
элементов инфраструктуры пространственных данных.
Приказом предусмотрено, что данная основа состоит из слоев
цифровых государственных топографических карт или планов в векторном
формате либо, в случае их отсутствия, растровых геокодированных
материалов дистанционного зондирования Земли, а также метаданных и
создается в различных масштабах.
При этом Единая электронная картографическая основа должна
удовлетворять следующим основным требованиям:
содержать только разрешенную к открытому опубликованию

информацию;
обеспечивать

совместимость
пространственных
данных
различных масштабов.
При ведении Единой электронной картографической основы должна
обеспечиваться сводка и сшивка номенклатурных листов цифровых
государственных топографических карт.
Названным приказом также устанавливается, что Единая электронная
картографическая
основа
подлежит
размещению
на
специальном
официальном сайте в сети Интернет.
При
этом
Федеральной
службе
государственной
регистрации,
кадастра и картографии необходимо обеспечить общедоступность такого
портала
пространственных
данных
и
возможность
просмотра
с
15
использованием
данного
портала
сведений
Единой
электронной
картографической основы любыми лицами на безвозмездной основе.
В то же время основной нормативный документ, регулирующий
сейчас геодезическую и картографическую деятельность в стране это
Федеральный закон «О геодезии и картографии», который был принят свыше
13 лет назад и за прошедшее время существенно не изменялся.
В то же время он требует значительной корректировки. Сейчас из
закона
«О
геодезии
и
картографии»
трудно
четко
определить
государственные приоритеты в области геодезии и картографии и
направления развития данной отрасли. В нем отсутствует четкое разделение
функций федеральных органов исполнительной власти, не предусмотрены
какие-либо функции органов государственной власти субъектов Российской
Федерации и муниципальных образований. Не определен и четкий перечень
подзаконных документов, которые должны быть приняты в его развитие.
Наряду с законом сейчас в сфере геодезии и картографии применяются
нормативные документы, изданные в течение 90-х годов прошлого века, а
также в советское время.
Система правовых норм, устанавливаемая такими нормативными
актами, давно перестала соответствовать уровню социально-экономического
развития общества, и сдерживает развитие как геодезической, так и
картографической деятельности.
Для удовлетворения в настоящее время растущих потребностей
общества в геодезической и картографической продукции в долгосрочной
перспективе необходимо обеспечить:

наличие актуального картографического материала различных
масштабов в цифровом виде на территорию Российской Федерации;
16

широкий и свободный доступ к нему, включающий мощные
информационные
средства
поиска
и
представления
требуемого
картографического материала;

адекватное
государственное
уровню
регулирование
социально-экономического
геодезической
и
развития
картографической
деятельности.
17