Введение 3
1 Оцифровки в ГИС и Web 6
1.1 Оцифровка в ГИС 6
1.1.1 Привязка изображения карты 6
1.1.2 Создание точечного слоя 9
1.1.3 Интерполяция в узлы регулярной сетки 10
1.1.4 Сохранение и экспорт-импорт результатов 15
1.2 Особенности разработки в Web 18
1.2.1 Клиент-серверные Web-ГИС 19
1.2.2 Клиентские Javascript-библиотеки с элементами ГИС 20
1.2.3 Особенности разработки в среде клиента 21
1.2.4 Платформы для размещения Web-приложения 23
2 Проектирование Web-приложения 24
2.1 Основные элементы приложения 25
2.1.1 Работа с картой 27
2.1.2 Методы оцифровки 31
2.1.3 Интерполяция методом ОВР 33
2.1.4 GeoJSON-формат для сохранения и экспорта результатов 37
2.2 Пример использования 38
2.2.1 Привязка карты 38
2.2.2 Оцифровка 39
2.2.3 Интерполяция методом ОВР 42
2.2.4 Результаты в формате JSON 44
Заключение 47
Список литературы 49
Необходимость в оцифровке (digitizing) рельефа земной поверхности и, в частности, дна водных объектов возникает чаще всего в связи с необходимостью восстановления поля высот (глубин) по данным точечных измерений высот (глубин), получаемых в полевых условиях: геодезические и батиметрические площадные съёмки с участием и без участия людей (беспилотные измерения). Процедура оцифровки состоит из следующих основных этапов:
• перенесение точек с измерениями высот с бумажной карты (планшета) на электронную карту или (и) нанесение (добавление) точек с измерениями из других источников;
• интерполяция высот в узлы регулярной сетки и отображение в виде, удобном для визуального восприятия (цветовых карт, изолиний), редактирование исходных данных;
• формирование выходного файла с результатами оцифровки для передачи (экспорта) в другие программные системы.
Для оцифровки используются компьютерные приложения с элементами геоинформационных технологий, чаще всего реализованные в составе геоинформационных систем (ГИС).
ГИС - сложные универсальные программные системы, эксплуатация которых связана с большими трудозатратами, тогда как для небольших участков иногда достаточно реализовать лишь процедуру оцифровки, без избыточного использования всей функциональности ГИС.
Актуальность настоящей работы обусловлена тем, что отсутствует легкодоступное и бесплатное приложение для оцифровки, способное выполняться на бюджетных компьютерах и планшетах, в том числе в полевых условиях.
В то же время представляется, что автоматизацию процедуры оцифровки для сравнительно небольших участков наиболее эффективно можно осуществить, используя технологии Web.
Объектом настоящего исследования являются технологии Web и ГИС, необходимые для реализации оцифровки.
Предмет исследования - возможности языка Javascript для разработки приложения оцифровки в среде клиента...
В соответствии с заданием в работе были рассмотрены возможности использования Web-технологий для оцифровки глубин водных объектов по растровым картам, подобно тому, как это возможно с использованием ГИС QGIS. В то же время разрабатываемое Web-приложение необходимо для оцифровки небольших акваторий, когда применение сложных программ типа ГИС нецелесообразно.
Анализ работы в QGIS показал, что процесс оцифровки, включающий этапы привязки карты к системе координат Web Mercator и нанесения точечного слоя с глубинами, должен быть дополнен ОВР-интерполяцией по площади для визуального анализа рельефа дна. Кроме этого, необходимо уменьшить трудоёмкость ручной работы за счёт автоматизации оцифровке изобат. Необходима модификация метода ОВР для интерполяции не в узлы растра, а в клеточную область с задаваемыми размерами клетки. Окрестность расположения влияющих точек, должна обеспечивать интерполяцию вместо экстраполяции.
После рассмотрения особенностей Web-технологий выбрано проектное решение по разработке Web-приложения в среде клиента (браузера) без использования средств сервера с программированием на языке Javascript (с HTML и CSS).
Разработанное Web-приложение апробировано на примере участка Горьковского водохранилища, ранее оцифрованного средствами QGIS. Сравнение результатов показало приемлемое совпадение.
В то же время благодаря автоматизации занесения точек с глубинами и интерактивному отображению двумерного цветового поля с использованием ОВД-интерполяции в процессе оцифровки:
•существенно уменьшена трудоёмкость оцифровки;
•улучшено качество получаемого двумерного поля за счёт увеличения количества и более равномерного расположения точек;
•создаётся более гладкий рельеф за счёт ОВД-интерполяции не в узлы растра, а в клетки поля с задаваемыми размерами...
