Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ существующих информационных систем по планетной тематике 11
1.1. Структура и основные принципы построения геоинформационных систем 11
1.2. Обзор современного состояния информационных систем по планетной тематике 23
1.2.1. ИС «The nine planet» 24
1.2.2. ИС «Centerfor Mars Exploration» (СМЕХ) 24
1.2.3. ИС «Malin Space Science Systems» (MSSS) 25
1.3. STRONG Картографическая информация в информационной системе (ис)
planetary data system (PDS) STRONG 27
1.3.1. Общая структура ИС PDS. 27
1.3.2. Обзор содержания ИС USGS - подузла изображений PDS 31
1.4. Выводы 39
ГЛАВА 2. Анализ картографической изученности внеземных территорий 41
2.1. Анализ информационного обеспечения 42
2. 1.1. Картографические материалы по планетам Земной группы и их спутникам 42
2.1.2. Картографическая изученность спутников планет-гигантов 70
2.1.3. Картографическая изученность астероидов и комет 72
2.2. Подготовка информационного обеспечения 73
2.3. Выводы 15
ГЛАВА 3. Создание геоинформационной системы по планетной картографии 77
3.1. Методика создания геоинформационной системы 78
3.1.1. Разработка концепции создаваемой специализированной геоинформационной системы по планетной картографии 78
3.1.2. Структура специализированной информационной системы «Планеты и другие тела Солнечной системы» 81
3.1.3. Структура узла «Планетная картография» 82
3.1.4. Методика создания и связь данных в ГИС и мультимедийных информационно-справочных системах 85
3.2. Программное обеспечение для реализации геоинформационной системы 97
3.2.1. Программный пакет GeoDraw/GeoGraph 97
3.2.2. Программный пакет ArcGlS. 107
3.3. Систематизация и классификация исходных данных для наполнения геоинформационной системы 112
3.3.1. Карты 114
3.3.2. Атласы 118
3.3.3. Глобусы 120
3.3.4. Фотопланы и топографические схемы 121
3.3.5. Модели рельефа поверхности 121
3.3.6. Исходные изображения поверхности небесных тел 122
3.4. Выводы 124
ГЛАВА 4. Разработка отдельных узлов геоинформационной системы по планетной картографии 125
4.1. Реализация образовательного узла 125
4.1.1. Электронная версия «Атласа танет Земной группы и их спутников» 125
4.1.2. Картографические материалы атласа «Солнечная система» 128
4.2. Узел «база данных по номенклатуре небесных тел (газеттир)» 133
4.3. Узел «база данных картографической изученности тел солнечной системы» 142
4.4. Подготовка исходных данных для формирования геоинформационного узла 149
4.5.Выводы 153
Заключение 154
Список опубликованных работ автора по теме диссертации 157
Список использованной литературы
- Обзор современного состояния информационных систем по планетной тематике
- Обзор содержания ИС USGS - подузла изображений PDS
- Картографическая изученность астероидов и комет
- Структура специализированной информационной системы «Планеты и другие тела Солнечной системы»
Введение к работе
Последние десятилетия ознаменованы бурным развитием ракетно-космической техники. За это время были достигнуты существенные успехи, которые открыли возможность непосредственного изучения планет и их спутников. Полеты межпланетных исследовательских космических аппаратов к планетам и спутникам, непосредственное зондирование планетных атмосфер и посадка на поверхность планет автоматических станций за очень короткий срок дали такое количество информации, которое не было получено за всю историю изучения Солнечной системы. Однако и результаты наземных наблюдений остаются весьма полезными. В связи с этим возникла необходимость упорядочивания и классификации всей той информация, которая уже существует и которая продолжает поступать.
В настоящее время наряду с планетами Солнечной системы, проявляется огромный интерес к их естественным спутникам.
Значение спутников планет для понимания природы и происхождения Солнечной системы весьма велико. Размеры спутников меняются в широких пределах - от небольших тел неправильной формы до крупных планетоподобных тел. В небольших телах, которые не имели достаточного внутреннего тепла для расплавления и дифференциации на зоны различного состава, могут находиться образцы первичного материала, из которого образовывались планеты. На более крупных спутниках, прошедших через дифференциацию, наблюдаются весьма различные проявления тектонической активности.
Важным разделом планетологии является изучение закономерностей в распределении ударных кратеров. Здесь спутники играют важнейшую роль, так как именно их твердые поверхности, в большинстве лишенные атмосфер, сохраняют следы самых древних ударов. Расшифровка истории кратерообразования позволяет составить представление о том, как менялась в
пространстве и во времени популяция мелких тел в Солнечной системе, включая кометы. Атмосферы же некоторых спутников могут стать естественными лабораториями для изучения происхождения органических соединений и жидкостей. Закономерности системы спутников у различных планет позволяют проследить эволюцию самих планет на ранних стадиях.
Кроме ближайшего к нам спутника Земли - Луны, перспективными считаются спутники Марса: Фобос, на который намечается в 2009 году произвести посадку космического аппарата для добычи грунта, а также четыре больших спутника Юпитера — Ио, Европа, Ганимед и Каллисто, открытые Галилео Галилеем в 1610 г. и называемые галилеевыми спутниками.
Значительные успехи в области освоения внеземных территорий в течение четырех последних десятилетий привели к интенсивному развитию, планетной картографии, занимающейся картографированием тел Солнечной системы. К настоящему времени уже созданы десятки и сотни (если считать в листах) картографических произведений, отображающих тела Солнечной системы.
Планетная картография в настоящее время призвана для решения целого ряда задач, к основным из которых относятся (рис. 1.1):
навигация на местности («Луноходы», «Марсоходы»);
выбор районов перспективных для исследования;
тематические карты для анализа физических свойств поверхности
анализ с точки зрения сравнительной планетологии;
география внеземных территорий (картографические произведения как учебные пособия.
На сегодняшний день существует потребность в создании планетной картографической Геоинформационной системы (ГИС) для свободного пользования с упрощенной структурой за счет введения в нее только картографической информации, отражающей все разработки в этой области как отечественных, так и зарубежных ученых: картографическую изученность,
ПЛАНЕТНАЯ КАРТОГРАФИЯ
Навигация на местности
География внеземных территорий
Выбор районов перспективных для исследования
Анализ с точки зрения сравнительной планетологии
Тематические карты
для анализа физических
свойств поверхности
Рис. 1.1 Цели Планетной картографии
проекции, математические модели, тематические карты, и т.д. В то же время, в данной ИС должна быть отражена информация для пользователей различного образовательного ранга - начиная от школьников и людей лишь поверхностно знакомых с данным вопросом и заканчивая учеными, занимающихся данной проблематикой.
Для решения задач планетной картографии в научно-исследовательской лаборатории Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) ведутся работы по реализации идеи создания и размещения на сервере МИИГАиК информационной системы (ИС) по планетной картографии.
Для успешной реализации данной идеи в представленной работе, прежде всего, предстоит разработать концепцию и структуру данной информационной системы, показывающие, из каких самостоятельных структурных узлов состоит Геоинформационная система (ГИС), по каким законам и правилам эти узлы формируются и как они между собой взаимодействуют.
После решения данной задачи, в первую очередь, представляется необходимой разработка и реализация отдельных узлов, а именно узла «Геоданных», электронной версии «Атласа планет Земной группы и их
спутников», Базы данных по номенклатуре небесных тел и Базы данных по картографической изученности тел Солнечной системы.
Создание в рамках разрабатываемой геоинформационной системы по планетной картографии узла «Геоданных» позволит получать в режиме реального времени визуализацию интересующих карт с различным сочетанием тематической нагрузки, а также работать с информацией о выбранном районе с помощью операций над данными, хранящимися в атрибутивных таблицах.
«Атлас планет Земной группы и их спутников» был опубликован в 1992 году и в нем все картографические материалы представлены в сравнительно-планетологическом аспекте. Атлас, помимо карт, содержит обширную справочную информацию и является полезным для широкого круга пользователей. Актуальной является разработка электронной версии этого атласа, с учетом имеющихся обновлений информации, появившейся уже после выпуска атласа.
Создание web-ориентированной Базы данных по картографической изученности тел Солнечной системы с возможностью выборки картографических произведений по определенным критериям, а также добавление в нее информации из любой точки мира, позволило бы значительно увеличить скорость исследований и подготовку полетов к планетам и их спутникам. Кроме того, по каждой карте должны быть приведены полные библиографические данные: название карты, её местонахождение, масштаб, тип карты по способу изображения рельефа поверхности (фотокарта, рисованная карта, штриховая карта), а также страна-издатель, организация-составитель или автор карты, год издания и др.
Кроме того, в настоящее время возникла необходимость создания двуязычной базы данных (БД) по номенклатуре планет и их спутников, которая войдет составной частью в разрабатываемую информационную систему. В данной БД должна быть осуществлена возможность выборки данных (по планетам, по спутникам, по формам рельефа, по размерам форм рельефа, по
принадлежности названий к земным континентам, а также по принадлежности названий к странам и этническим группам).
Также остается актуальным вопрос создания Образовательного узла по планетной картографии.
Для достижения поставленных целей необходимо провести анализ существующих информационных систем по планетной тематике, разработанных зарубежными исследовательскими институтами.
В рамках предстоящей работы, необходимо изучить существующие классификации картографических материалов по видам, содержанию и назначению, а также провести анализ картографической изученности тел Солнечной системы, в том числе планет Земной группы и их спутников, спутников планет-гигантов, астероидов и ядер комет.
С этой целью необходимо осуществить сбор и систематизацию сведений о картах широкого масштабного ряда: от обзорных мелкомасштабных карт до топопланов и топосхем на места посадок космических аппаратов. Сюда относятся такие данные как охват картографируемой территории, масштабы, компоновка и номенклатура многолистных карт и другие.
На блок-схеме, приведенной на рисунке 1.2, показаны все основные этапы написания диссертационной работы, которые будут освещены в последующих главах.
На первом этапе необходимо провести исследование общих принципов построения геоинформационных систем, а также исследование на базе зарубежного и отечественного опыта организации данных и структуры специализированных информационных систем по планетной тематике, выявить специализированные информационные системы, имеющие наиболее полную и универсальную структуру, и системы, содержащие картографические материалы и информацию о них.
На втором этапе целесообразно провести анализ и подготовить информационное обеспечение для создания геоинформационной системы по
АНАЛИЗ ОПЫТА СОЗДАНИЯ ИС ПО ПЛАНЕТНОЙ ТЕМАТИКЕ |
Обзор ИС по планетной тематике, размещенных в сети Интернет
Выбор и изучение ИС с наиболее универсальной структурой
Выбор и изучение ИС, содержащих картографические материалы и информацию о них
ПОДГОТОВКА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДЛЯ СОЗДАНИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
ПО ПЛАНЕТНОЙ КАРТОГРАФИИ
Анализ картографической изученности тел Солнечной системы
Планет Земной группы и их спутников
8.
с;
РАЗРАБОТКА ГЕОИНФОРМАЦИОННОИ СИСТЕМЫ ПО ПЛАНЕТНОЙ КАРТОГРАФИИ
Спутников планет-гигантов
глобусов
фотопланов и топосхем
моделей рельефа пов-ти
исходных изобр-й пов-ти I
| GeoGraph/Geodraw
ArcGIS
Класссификация
| картографических
произведений
: і
Концепция Геоинформационной системы
Структура Геоинформационной системы
— I
Методика создания зл. версии атласа (образовательного узла)
Инструментарий создания Геоинформационной системы
] концептуальний уровень
ІЛОІИ4ССКНИ уровень
ризическии уровень
РАЗРАБОТКА ОТДЕЛЬНЫХ УЗЛОВ ГЕОИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПО ПЛАНЕТНОЙ КАРТОГРАФИИ
Узел «База данных по номенклатуре небесных тел» (Газеттир)
«Образовательный узел»
Узел «База данных
картографической
изученности»
Подготовка материалов для узла «Геоданных»
Электронная версия «Атласа планет Земной группы и их спутников»
Картографические материалы атласа "Солнечная система"
Рис. 1.2 Структурная схема диссертационного исследования
планетной картографии. Для этого необходимо исследовать картографические
произведения по телам Солнечной системы, которые являются
«наполнением» специализированной геоинформационной системы по планетной картографии.
На третьем этапе, на базе подготовленного в ходе работ по второму этапу исходного информационного обеспечения, станет возможным проведение комплекса работ по созданию теоретической основы геоинформационной системы по планетной картографии, включающей разработку классификации картографических произведений, разработку концепции и структуры ГИС по планетной картографии, и других теоретических вопросов. Кроме того, необходимо выбрать инструментарий для формирования специализированной геоинформационной системы.
На четвертом этапе предстоит реализовать отдельные узлы разработанной ГИС по планетной картографии (узел «Геоданных», узел «Базы данных картографической изученности», узел «База данных по номенклатуре небесных тел» (Газеттир), а также «Образовательный узел», состоящий из электронной версии «Атласа планет Земной группы и их спутников» и материалов, подготовленных для издания атласа «Солнечная система»).
Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю -Шингаревой Кире Борисовне и сотрудникам Московского государственного университета геодезии и картографии Васютинскому Игорю Юрьевичу, Чибуничеву Александру Георгиевичу и Краснопевцевой Биане Викторовне за обсуждение отдельных положений работы. А также сотрудникам Центра проблем аэрокосмического мониторинга «Аэрокосмос» - Карачевцевой Ирине Петровне и Института географии РАИ - Флейс Марии Эдгаровне за оказание консультаций и помощь в решении практических вопросов, возникших при выполнении диссертационных исследований.
Обзор современного состояния информационных систем по планетной тематике
Информационная система MSSS, также как и проанализированные ранее ИС «The nine planet» и ИС СМЕХ представлена блоком программ для образовательных и рекламных целей, ориентированных на отдельные миссии или только на исходные первичные данные, нуждающиеся в дальнейшей обработке. В этой ИС даны и результаты исследования, полученные при изучении Марса и Луны. Также описано оборудование и космические аппараты, при помощи которых были получены эти данные.
Из картографической информации здесь представлены фотокарты поверхности с возможностью получения изображения интересующего района с более высокой разрешающей способностью. Однако они не обеспечивают возможность детальной работы с различными картами планет и их спутников. В приложении 2 приведена полная фотокарта Марса с фрагментом этой карты более высокой разрешающей способности.
Проведенный анализ существующих информационных систем, В том числе The Nine Planets, Center of Mars Exploration (СМЕХ), Malin Space Science System (MSSS), ясно показал, что, в общем, они представлены блоком программ для образовательных и рекламных целей, ориентированных на отдельные миссии или только на исходные первичные данные, нуждающиеся в дальнейшей обработке. При этом доступ к последним далеко не всегда является бесплатным.
Как правило, эти ИС построены на использовании программы гипертекстовой визуализации, но они не обеспечивают возможность детальной работы с различными картами планет и их спутников.
Наиболее информативной и разветвленной из проанализированных систем является Planetary Data System (PDS) - на структуре и принципах построения которой мы остановимся и рассмотрим более подробно в следующих разделах.
Одной из самых развернутых в настоящее время ИС по планетной тематике, является Planetary Data System, созданная, чтобы рассказать научному миру и всему обществу о новых знаниях, поступающих на Землю во время космических исследований. PDS была разработана в США для архивации и распределения цифровых данных. Эти данные, как правило, получены из прошлых и настоящих планетных миссий (исследований, космических полетов), проводимых NASA. PDS работает с проектами полетов в течении всех этапов исследования - перед запуском помогает персоналу, связанному с проектом полета, проектировать наборы данных и системы производства данных; в течение активной части миссии - поглощать новые наборы данных; а после завершения активной части - поглощать наборы данных, полученные ранее. К работе с PDS подключен также персонал неполетных проектов, чтобы восстанавливать старые наборы данных и развивать новые стандарты данных.
Информация PDS физически распределена среди семи научных узлов (Рис. 1.6), каждый из которых специализируется на определенном типе данных (Геопланетные исследования, атмосферы, межпланетная плазма, малые тела, изображения, кольца планет), навигационный и вспомогательный информационный узел (НВИУ), а также центральный узел. Последние два узла располагаются в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Laboratory или JPL). Каждый институт является основой для каждого узла, и один ученый на этом участке выступает в качестве менеджера научного узла. Узлы ответственны за развитие и распространение стандартов архива данных; курирование наборов данных, определенных для отдельных областей узлов; поддержание каталогов и планетных БД. На этих узлах данные доступны для специалистов, которые их накапливают и хранят (архивируют), а также оказывают планетарному сообществу помощь в извлечении и интерпретации наборов данных из соответствующего архива.
Центральный узел. PDS - это распределенная информационная система с Центральным узлом, расположенным в Лаборатории Реактивного Движения в Пасадене, Калифорния. Центральный узел служит как центр управления PDS, занимающийся глобальными задачами, такими как стандарты (данные, программное обеспечение, документация, операционные процедуры), исследование технологий, координация интерфейсов с миссиями и восстановителями данных, координация и развитие многопользовательских программных продуктов, координация заказанных и распределенных данных, развитие и обслуживание каталогов PDS.
Узел колец планет - это совместный проект Исследовательского центра Эймса и Центра Радарной Астрономии в Станфордском Университете, ответственен за восстановление, архивирование и публикации наборов данных, описывающих планетные кольцевые системы. Этот узел включает все существующие на данный момент наборы данных, полученные с прошлых и будущих космических аппаратов, так же как и результаты наземных наблюдений. Для поддержания исследований с этими наборами данных, узел обеспечивает экспертную поддержку и информационный каталог, чтобы помочь ученым точнее определить наиболее подходящие данные, и набор программных инструментов для упрощения манипуляции с данными.
Узел изображений - хранитель библиотек первичных цифровых изображений, полученных от прошлых, настоящих и будущих космических исследований NASA. Данный узел обеспечивает планетарное научное сообщество NASA архивами изображений, необходимыми вспомогательными наборами данных, программными инструментами, и техническую экспертизу, необходимую для полного использования обширных библиотек цифровых изображений планет.
Обзор содержания ИС USGS - подузла изображений PDS
Данное научное направление состоит из 10 подразделов: Solar System (Солнечная система) - подраздел, включающий в себя информацию о телах Солнечной системы: о Солнце, о планетах Солнечной системы (Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон), их спутниках и других небесных телах.
Mission (Космические программы). В данном подразделе приведено описание космических программ, проводимых под эгидой NASA (Cassini, Clementine, Galileo, Lunar Orbiter, Magellan, Mariner, Mars Global Surveyor, Viking, Voyager и др.). - Technology (Технология) - подраздел, посвященный решению технологических вопросов, он содержит информацию о лабораториях и факультетах, программном обеспечении, обработке изображений и других технологических процессах, выполняемых в ходе научных исследований по планетной тематике. - Data & Information (Данные и информация). Содержит наборы изображений и карт небесных тел, а также различные базы данных по планетной тематике. - Research (Исследования). Содержится информация об основных научных направления, по которым происходит изучение тел Солнечной системы: геология, дистанционное зондирование, льды и полярные шапки, мониторинг и т.д. - Hot Topics (Горячие темы). Содержатся последние новости и статьи из области космических исследований, а также обсуждения наиболее актуальных тем. - Gallery (Галереи). Содержатся обширные библиотеки фотографий и изображений, отдельные карты и глобусы, телевизионные и анимационные ролики, постеры, а также заставки и обоев для рабочего стола на персональных компьютерах. - About Us (О нас). Содержится информация об истории формирования, текущем состоянии и перспективах информационной системы, данные о разработчиках и контактная информация для связи с представителями USGS. - Search (Поиск). - Astro Kids! (Детская астрономия) - детский информационный раздел для популяризации темы космических исследований среди детей дошкольного и младшего школьного возраста. При анализе раздела «Планеты» специализированной информационной системы USGS с целью выявления картографической информации по планетной тематике, были обнаружены отдельные картографические произведения. В частности, на web-сайте ИС USGS размещены электронные версии изданных в United State Geological Survey карт отельных участков Венеры. Это, прежде всего, некоторые листы геологической карты (Приложение 4), геолого-морфологической карты (Приложение 5) и структурно-вулканической карты (Приложение 6). PDS MAP-A-PLANET LEVELS PAGE FOR CALLISTO PDS MAP-A-PLANET allows you to select your preferred level of customization. Depending on your selection below, you will have different options available to you for creating your customized map. Click on one of the button."! below to select level of customization: CLICKABLE MAP - This is an easy level that will allow you to create a map 256 lines by 256 samples m size, with a resolution of -42 pixels per degree. Your map will be created in a JPEG format with a sinusoidal projection. You need only cbclc on the map of Callisto to select your area of interest. CLICKABLE MAP WITH ADVANCED OPTIONS - This is an intermediate level that will allow you to create a custom map You will be able to specify your own map size, resolution, and projection. You will click on the map of Callisto to select your area of interest. FORMS BASED - This as an advanced level that will allow you the greatest flexibility in creating your custom map. You will select your area of interest by entering numerical values for the center latitude and longitude of the map you wish to create. 40b Thank you for visiting PDS MAP-A-PLANET. URL for this site: httfiJfptismaps.wr.usss.QO v/maps.html PDS MAP-A-PLANET Vtnaon J.O Web Page Curator; Patty Garcia Development Team Кроме того, в рассматриваемой информационной системе представлены мелкомасштабные однолистные фотокарты Луны, Венеры, Марса (Приложение 7), галилеевых спутников Юпитера (например, Ганимеда (Приложение 8), Ио (Приложение 9)) и других тел Солнечной системы, с возможностью показа интересующих районов в более крупном масштабе. При этом выбор интересующего района возможен несколькими различными способами. Данную операцию можно выполнить, щелкнув мышью по полной карте тела Солнечной системы (вариант Easy Version на рисунке 1.9), либо воспользовавшись вариантом Рис. 1.9 Выбор вариантов получения фотокарт Advanced Version для пользователей, занимающихся данной проблематикой, указать границы интересующего участка.
Полноразмерные фотомозаичные карты тел Солнечной системы занимают достаточно большой объем памяти, что затрудняет их передачу по сети Интернет и значительно увеличивает время необходимое для получения изображения интересующего района. Для решения данной проблемы полная фотокарта использует принятую в земной картографии номенклатурную разграфку на трапеции.
При выборе интересующего участка по варианту Easy Version загружается та трапеция, в пределах которой находится интересующий район. Однако при непосредственном указании границ интересующего участка, может возникнуть проблема, связанная с тем, что этот участок размещается на смежных трапециях. Для решения этой проблемы на сервере USGS, установлен программный продукт MapMaker, который берет со смежных трапеций необходимые участки интересующей территории и путем трансформации снимков создает единое изображение, которое и получает конечный пользователь. Вышеописанный процесс проиллюстрирован на рисунке 1.10.
Картографическая изученность астероидов и комет
Первые попытки получить картографическое представление об астероидах предпринимались по наземным наблюдениям, в результате чего были созданы карты альбедо. Первым астероидом, изображение поверхности которого было передано из космоса на Землю, стал астероид 951 - Гаспра. Съемки были выполнены КА Галилео в пролетном варианте в процессе его полета к Юпитеру. Всего было получено 57 изображений. Эти материалы послужили основой для создания первых карт астероида Гаспра. Астероид аппроксимировался трехосным эллипсоидом с осями 16x9x9 км. Карты были составлены в масштабе примерно равном 1:180 000. Вслед за этим астероидом были отсняты участки поверхности на астероиде Ида, по которым также была составлена серия карт. В 2001 г. по программе NEAR были выполнены съемки астероида Эрос, причем впервые КА стал спутником астероида. В результате была выполнена съемка всей его поверхности. По полученным снимкам была создана полная карта астероида Эрос.
Съемки ядра кометы Галлея в 1986г. положили начало картографированию этого класса небесных тел. По данным КА Вега (СССР) и Джотто (США) были составлены карты в масштабе примерно 1:200 000, отображающие ядро кометы в нескольких спектральных диапазонах.
В настоящее время в США разрабатываются сразу несколько проектов съемок ядер различных комет с КА Розетта и Спейс Даст. Эти проекты должны быть осуществлены до конца первого десятилетия нового века.
В качестве исходных материалов для подготовки информационного обеспечения, необходимого для разработки специализированной геоинформационной системы по планетной картографии, были использованы имеющиеся карты поверхностей и тематические карты планет Солнечной системы и их спутников из хранилищ данных Лаборатории планетной картографии МРШГАиК и ГЕОХИ РАН. Источником мелкомасштабных картографических произведений послужил «Атлас планет Земной группы и их спутников», а также изданные и имеющиеся в бумажном виде карты, в том числе и карты Международной серии многоязыковых планетарных карт, выпущенной под эгидой Международной картографической ассоциации.
Кроме того, для получения новых еще неизданных карт (например, для поиска исходных материалов по Галилеевым спутникам Юпитера), был проведен поиск в сети Internet. В результате чего с официального сайте PDS были получены в электронном виде необходимые исходные материалы, в том числе фотокарты галилеевых спутников Юпитера в проекциях Меркатора и синусоидальной проекции (Приложение 10).
Синусоидальная проекция отражает всю территорию галилеевых спутников, включая и полярные области, в то время как проекция Меркатора уже за пределами 60-ой параллели имеет большие искажения из-за чего полярные области в ней не отображаются. Поэтому при подготовке исходных данных были использованы карты в синусоидальной проекции.
Использование этих электронных карт, позволило избежать дополнительных временных затрат, связанных с поиском, сканированием и дальнейшей обработкой крупноформатных бумажных карт. Сканирование бумажных носителей При создании электронной версии карт Меркурия, Венеры, Земли, Луны, Марса, Фобоса, Деймоса, был проведен комплекс работ, включающий сканирование бумажных карт.
Сканирование бумажных носителей происходило на широкоформатном планшетном сканере Mustek A3 SP с помощью программного средства, поставляемого вместе со сканером. Сканирование осуществлялось в цветном режиме с разрешением 400 dpi. В результате были получены графические файлы формата ".tiff, содержащие в цифровом виде изображения исходных материалов. Трансформация растровых слоев
Выбранные в качестве исходного картографического материала карты были представлены в разных картографических проекциях и в различных масштабах. Поэтому для привязки исходного картографического материала к единой системе координат следующим после сканирования этапом являлась трансформация растра.
Трансформация растрированного изображения производилось в векторном редакторе GeoDraw с помощью проекционного преобразования плоскости.
В Приложении 27 приведен пример трансформированного по схеме «синусоидальная проекция - поперечная равновеликая азимутальная проекция Ламберта» изображения поверхности Ганимеда, построенного по данным с АМС «Galileo».
После проведенного комплекса работ по подготовке информационного обеспечения была создана необходимая база для реализации разрабатываемой в рамках диссертационного исследования геоинформационной системы по планетной картографии.
Структура специализированной информационной системы «Планеты и другие тела Солнечной системы»
Из всего многообразия топографических редакторов был выбран GeoGraph 2.0 for Windows (Лицензионный номер 003932). Этот редактор является инструментом для создания высококачественных цифровых карт, учитывающих требования ведущих мировых ГИС. Создаваемая и редактируемая им структура пространственных данных цифровой карты (включая отношения связности, смежности, соседства, вложенности объектов и т.д.) гарантирует при соблюдении технологии корректную фиксацию и изменение отношений между пространственными объектами, их связи с базой атрибутивных данных, позволяет преобразовывать созданные в GeoGraph цифровые карты в другие ГИС (как топологические типа ARC/INFO, так и нетопологические - Maplnfo и др.) без дополнительных накладных расходов на редактирование. Мощные средства трансформации создаваемых цифровых и растровых карт позволяют преобразовывать более 40 типов картографических проекций, широкий набор преобразований плоскости, решение задач интеграции (осуществлять «склейку» листов, «посадку» одних карт на другие с образованием многослойной структуры и др.). При этом практически неограниченно разнообразие тематики и масштабов (от 1:500 до 1:50 000 000). Учитывая сказанное выше, очевидно, что использование данного редактора открывает широкие возможности для насыщения создаваемой системы.
Векторный редактор GeoDraw GeoDraw для Windows - векторный топологический редактор для создания цифровых карт - является одним из программных средств геоинформационных систем (ГИС), разрабатываемых Центром геоинформационных исследований Института географии Российской академии наук (ИГ РАН). В комплекс этих средств входит также GeoGraph для Windows -ГИС для уровня конечного пользователя. GeoDraw предназначен для создания баз цифровых карт и планов, соответствующих современным ГИС. GeoDraw поддерживает построение корректной топологической и многослойной структуры пространственных объектов, идентификацию объектов и связывание их с базами атрибутивных данных, широкий спектр функций трансформации карт для их дальнейшей интеграции в единые базы, работу с 40 картографическими проекциями, экспорт/импорт цифровых карт в форматы, используемые наиболее популярными ГИС. Редактор позволяет: осуществлять перевод карт и планов в цифровую форму при помощи дигитайзера, либо путем векторизации по растровым изображениям (черно-белым или цветным), загружаемым в качестве подложки (поддерживается импорт из 11 популярных форматов растровых изображений для PC), либо вводом значений координат объектов по имеющимся данным или по результатам измерений на местности; подгружать столько слоев, сколько позволит конфигурация компьютера, оперативно менять их статус и атрибуты отображения; использовать функции идентификации пространственных объектов цифровых карт для связи с имеющимися или создаваемыми базами атрибутивных данных (присвоение объектам пользовательских идентификаторов, нахождение непроидентифицированных объектов или объектов с определенными идентификаторами, генерация отчета об идентификаторах); осуществлять преобразования цифровых карт из различных картографических проекций в географические координаты и обратно (поддерживается 40 типов проекций, включая все отечественные проекции); в процессе цифрования осуществлять топологическое согласование объектов в пределах одного слоя и создавать , корректную многослойную структуру цифровых карт при помощи функций согласования объектов в различных слоях (захват произвольных частей объектов из пассивного слоя в активный, постановка точки активного слоя на дугу пассивного и др.); формировать группу объектов и проводить с ней различные операции (удаление, копирование, генерализация, идентификация и т.д); вводить и редактировать пространственные объекты типа точка, дуга, узел, полигон (при помощи дигитайзера, "мыши" или клавиатуры); использовать функции преобразований плоскости (аффинные, проективные, квадратичные и полиномиальные преобразования, поворот оси) для задач интеграции карт, полученных из разных источников; использовать широкий спектр функций отображения пространственных объектов на экране и изменения масштабов отображения (увеличение окном и сдвиг изображения в процессе цифрования текущей дуги, просмотр карты одновременно в двух масштабах, отображение только определенных типов узлов и слоев и т.д.); использовать некоторые модели генерализации дуг; осуществлять согласование цифровых карт и таблиц атрибутивных данных, включая просмотр и сверку объектов по карте в таблице и наоборот, ввод и редактирование записей в таблице для объектов карты, строить баланс между картой и таблицей; осуществлять экспорт и импорт цифровых карт в обменные форматы, поддерживаемые ведущими ГИС (GEN ARC/INFO, VEC/VEH SPANS, MOSS, VEC IDRISI, MIF/MID Maplnfo, VPF DCW DMA USA, DXF AutoCAD и др.); выделять группы объектов в карте или в связанной с ней таблице, удалять, копировать, генерализовать, идентифицировать только выделенные группы;
