Пояснительная записка к «Концепции цифровой карты автомобильных и лесных дорог».

В данной концепции содержится описание структуры цифровой карты, основной задачей которой является отображение дорог различных классов (с улучшенным покрытием, с грунтовым покрытием, лесных, лесовозных, хорошо сохранившихся волоков и т.п)

Перечень объектов, подлежащих отображению на цифровой карте, представлен в таблице 3. Характеристики объектов представлены в таблице 4.

С целью уточнения объектового состава и его характеристик необходимо:

1.       Уточнить список объектов, подлежащих отображению на карте дорожной сети (таблица 3)

2.       Уточнить список характеристик объектов (таблица 4)

3.       Для всех вновь указанных к отображению объектов определить конкретные источники [1] получения картографической и смысловой информации о них (ведомственные документы).

Концепция цифровой карты автомобильных и лесных дорог.

Автомобильные дороги на территории Республики Коми выполняют важное народнохозяйственное значение. В то же время большая их протяженность и разреженное размещение населения создает некоторые трудности при картографировании и эксплуатации дорог, при ведении мониторинга дорожного полотна.

В процессе главного и промежуточного лесопользования лесные и автомобильные дороги имеют очень важное значение как средство транспортировки продуктов леса к пунктам потребления, лесным базам и т.п. Лесные и автомобильные дороги создаются при лесорубочных работах для вывоза леса; при строительстве инженерных коммуникаций и объектов промышленности, при добыче полезных ископаемых в качестве подъездных путей к строительным площадкам. Кроме указанного прямого назначения, лесные дороги используются населением для побочного лесопользования. С течением времени некоторые дороги (особенно это относится к лесовозным дорогам) становятся заброшенными, зарастают или заболачиваются. В то же время они достаточно длительное время еще могут выполнять свои функции в зимнее время, а при соответствующей их расчистке могут выполнять и свои главные функции, например при возобновлении рубок леса на данном участке.

Кроме указанных, существуют задачи, связанные с эксплуатацией дорог с улучшенным полотном. Для этих задач важно расположение различных элементов дорожного полотна: мостов, водопропускных труб, остановочных площадок, километровых столбов, заграждений и т.п. Не все эти данные могут быть получены с космических снимков. Но космические снимки могут быть использованы для корректировки положения этих элементов путем применения специальных приемов дешифрирования. Так, например, если положение водопропускной трубы не известно с достаточной степенью точности, то по космическому снимку можно идентифицировать лощину или впадину, в которых данная труба расположена и скорректировать ее положение по тальвегу лощины или впадины.

В таблице 1., приведены основные функции лесных и автомобильных дорог, важные для картографического описания. 

Таблица 1. Основные функции лесных и автомобильных дорог.

Создание карты дорожной сети выполняется исходя из модели, представленной в таблице 2. Модель строиться по принципу «источник ресурсов – пути транспортировки - потребитель ресурсов». Это отношение является базовым при формировании цифровой карты и требований к ней.

Таким образом можно сформулировать основные задачи, которые предполагается решать по составляемой карте (цифровой карте):

§         поиск путей доступа от «потребителей» до «источников», в т.ч. до любого участка лесной территории или находящегося внутри лесной территории

§         поиск оптимальных путей (по проходимости; по сезонной проходимости; по длине; по количеству пересекаемых труднопроезжих, заболоченных участков)

§         определения степени проходимости того или иного участка дороги в зависимости от времени года и погодных условий

§         определение расположения некоторых конструктивных элементов дорожного полотна и дорожных сооружений

Данная карта может быть применена при решении следующих проблем:

§         назначение рубок ухода с вывозом древесины

§         заинтересованными организациями при проведении побочного лесопользования

§         проектирование и строительство подъездных путей (в целях рационального лесопользования новые пути могут быть проложены по месту старых [2] )

§         ликвидация стихийных бедствий и аварийных ситуации

§         использование населением, для ориентировки в лесу (охота, рыболовство, сбор грибов и ягод и т.п.)

§         картографическое обеспечение процесса эксплуатации дорог, картографирование текущих изменений в дорожной сети различных классов

Таблица 2. Главные и вторичные элементы модели схемы дорожной сети.

В соответствии с принципами картографического и геоинформационного моделирования, деление одного и того же объекта (т.е. однородного по фототону изображения на космическом снимке) на различные участки («подобъекты»), осуществляется по месту изменения какой-либо характеристики объекта. В то же время, чрезмерное измельчение объектов на участки увеличивает сложность визуального чтения карты, ее восприятия и интерпретации. В отношении дорожной сети деление на подобъекты необходимо осуществить только по характеристикам непосредственно относящимся к типу дорог (номер дороги, характеристики покрытия и т.п.). Отражение степени проезжести участка дороги, может быть установлено однозначно только путем непосредственной работы на местности. Не имея этой возможности можно только картографически отобразить различные факторы которые уменьшают или увеличивают степень проезжести дороги. Эта задача реализуется путем соответствующего подбора «контекстных» объектов карты (рек и ручьев, болот, заболоченностей, отрицательных форм рельефа со следами избыточного увлажнения). Как уже было указано, с течением времени некоторые дороги становятся заброшенными и зарастают кустарником. Как правило это дороги, ведущие к завершенным вырубкам. Для того, чтобы отобразить на карте степень используемости того или иного участка дороги в качестве контекста для участков леса дается характеристика степени его нарушенности в условной шкале (метод сравнительной оценки).

Таблица 3. Послойное и пообъектное деление цифровой карты.

Таблица 4. Характеристики цифровых картографический объектов.

Таблица 4А. Английские эквиваленты названий слоев для использования в программах на работающих с UNICODE.

Таблица 5. Характеристики цифровых картографических объектов.

Таблица 6. Качественная характеристика степени нарушенности лесов (примеры, см. рис. ниже).

Фактура
Тон

Равномерная

С вкраплениями  
пятен

С вкраплениями         
 светлых пятен

Темный   (самый темный, 
имеющийся на снимке)

Код 10

Код 11

Код  12

Темно-серый

Код   20

Код  21

Код 22

Светло-серый

Код  30

Код   31

Код 32 [6] 

Цифровая картографическая модель должна быть построена с учетом возможного применения операций геоинформационного моделирования (в рамках геореляционной структуры данных). Для этого, все объекты, между которыми могут возникнуть определенные связи или отношения, должны быть согласованы между собой топологически. В таблице 7, приведены критерии согласования объектов, входящих в состав цифровой карты.

Таблица 7 [7] . Согласование объектов цифровой карты дорог.

Все объекты, представляющие собой участки территории выраженные в принятом масштабе, занятые природными или техногенными объектами (кроме болот) должны представлять собой единое непрерывно-дискретное покрытие.

Порядок создания цифровой карты.

Создается 11 слоев, согласно списка приведенного в таблице 4А. К каждому слою создается таблица базы данных со структурой, определяемой в таблицах 4 и 5.

Оцифровываются в следующем порядке:

1.       Оцифровка слоя PLOTP. Площадные объекты: территории, покрытые лесной растительностью, с одновременным формированием площадных просек (т.е. линейных сооружений), площадных дорог, земель под площадными объектами гидрографии и т.п. После этого, в том же слое оцифровываются урбанизированные территории. Одновременно с оцифровкой заполняется поле CODE соответствующим типом объекта.

2.       На слой просек (GLADEL) переносится данные лесоустроительной квартальной сети.

3.       На слой линейной гидрографии (HYDRL) переносятся данные о гидрографии с существующих карт, где есть необходимость эти данные уточняются по результатам дешифрирования космического снимка. Слой площадной гидрографии формируется путем извлечения из слоя PLOTP (при помощи специальных функций ГИС) участков занятых площадными гидрографическими объектами.

4.       На слой железных дорог (RAILL) переносятся железные дороги с топографической карты.

5.       Формируются линейные дороги, с одновременным согласованием с другими объектами [8] (слой ROADL ). По территории населенных пунктов оцифровываются в первую очередь транзитные дороги и крупные (основные) улицы.

6.       На слой рельефа (RELIEFL) переносятся данные о рельефе с существующих цифровых карт.

7.       Оцифровываются по индикационным признакам увлажненные лощины в слое RELIEFP.

8.       Оцифровываются болота в слое SWAMPP.

9.       Из слоя PLOTP, при помощи специальных функций копирования ГИС, извлекаются объекты, представляющие собой лесопокрытые территории. Производится деление лесных объектов по степени нарушенности, согласно таблице 6.

10.   На завершающем этапе, с использованием специализированных карт и схем формируются слои RCOSTRL, RCONSTRT. Везде, где позволяет ситуация положение объектов переносимых с карт и схем должно корректироваться по космическому снимку с использованием прямых и косвенных дешифровочных признаков.

После того, как цифровая карта полностью создана заполняются таблицы баз данных (кроме поля CODE, которое заполнялось при оцифровке)