Введение 3
Глава 1. Теоретические основы составления геоинформационных карт и разработки геоинформационного атласа 8
1.1. Сущность, структура и задачи геоинформационных атласов 8
1.2. Подходы и методы составления картографических произведений в
геоинформационном атласном картографировании 14
1.3. Методы, этапы создания и способы публикации геоинформационных
атласов 21
Глава 2. Разработка содержания геоинформационного атласа Республики Марий Эл и проектирование составных геоинформационных карт 29
2.1. Определение задач, функций и содержания разрабатываемого атласа 29
2.2. Проектирование составных геоинформационных карт 33
2.3. Определение способа публикации атласа, выявление преимуществ и
возможных проблем 47
Глава 3. Создание геоинформационного атласа Республики Марий Эл
3.1. Этапы создания геоинформационных карт Республики Марий Эл 52
3.2. Формирование и публикация геоинформационного атласа Республики
Марий Эл в облачной платформе ArcGIS Online 59
3.3. Разбор созданного геоинформационного атласа 64
Заключение 69
Список использованной литературы
Картография - одна из древнейших наук, ее теоретические основы, аккумулированные веками, являются базисом для геоинформационного и атласного картографирования. Формирование фундаментальных и объемных бумажных атласов занимает длительное время, что сказывается на снижении актуальности и достоверности географических данных, что часто случается и в самом процессе создания. Электронные карты и атласы успешная замена традиционным бумажным. Применение в картографировании географических информационных систем привело к изменению технологии создания картографических произведений, значительно упростило выполнение графических работ и повысило точность и достоверность географических данных.
Региональные ресурсы, их потенциал и использование для экономики и развития являются одной из основных составляющих в положительной динамике развития любого региона. Однако обладание необходимой информацией еще не является залогом успеха. Необходима технология доведения данных до руководителей, принимающих решение, специалистов, работающих с этой информацией и разнообразных пользователей, также, важны и новые возможности представления и обработки информации, которыми располагают ГИС-технологии, позволяющие визуализировать и наглядно показать любую территориально распределенную информацию.
Объектом исследования является разработка содержания, способы построения и публикации ГИС-атласа.
Предмет исследования - Республика Марий Эл.
Данный субъект федерации является дотационным и по многим объективным критериям его можно назвать экономически отсталым в сравнении с другими регионами Приволжского федерального округа и России в целом. Тем не менее, Марий Эл располагает значительным природным, интеллектуальным, кадровым и туристическим потенциалом, благоприятным географическим положением, развитой инфраструктурой лесного и сельскохозяйственного комплексов, а также свободными площадями для размещения производств, инновационных центров и свободных экономических зон.
Цель данной работы — исследовав основы и принципы формирования и публикации ГИС-атласа, создать геоинформационный атлас Марий Эл.
Для достижения указанной цели были сформулированы и поставлены следующие задачи:
1. Изучение теоретических основ составления ГИС-карт.
2. Изучение методов, этапов создания и способов публикации ГИС - атласа.
3. Проведение сравнительного анализа способов публикации ГИС - атласа.
4. Изучение функциональных возможностей облачной геоинформационной платформы ArcGIS Online.
5. Создание серии ГИС-карт Марий Эл в ArcGIS 10.5.
Геоинформационные системы развиваются в России с середины 80-ых
годов прошлого столетия. О степени разработанности данной темы можно судить по множеству созданных федеральных, региональных и муниципальных ГИС-атласов и геопорталов. Региональный геопортал имеют всего 20 субъектов из 85, еще меньше насчитывается ГИС-атласов. В Республике Марий Эл на данный момент не существует ни одного официального регионального электронного атласа или геопортала, что также делает актуальным данное исследование.
Теоретическая часть исследования основана на изучении основ атласного и геоинформационного картографирования, а также возможностей облачного и сервисного хранения и публикации картографических геоинформационных произведений.
Научный труд Т.Г. Сватковой «Атласная картография» являлся основной методологической базой для определения главных аспектов атласного картографирования. Также статьи С. С. Дышлюк, Я. Г. Пошивайло «ИСА ГИС - новый инструмент для решения задач территориального планирования» и С. М. Новик, В. А.Мороз «Электронный геоэкологический атлас Брестской области: разработка и основные этапы создания» являлись теоретическим материалом для изучения геоинформационного атласного картографирования.
Теоретическим материалом для изучения принципов и методов создания картографических произведений стали труды Е. А Божилиной и Л. Г. Емельяновой «Географическое картографирование: карты природы», а также Е.А. Прохоровой «Социально-экономические карты: учебное пособие».
Научная новизна состоит в комбинировании методов атласного картографирования с методами геоинформационного картографирования.
Практическое значение работы основано на адаптировании изученных методов картографирования для территории Республики Марий Эл и состоит в создании не только авторских картографических произведений данной территории, но и их систематизации в виде комплексного регионального геоинформационного атласа.
Помимо этого, практическое значение состоит в анализе основных выявленных программных средств для создания ГИС-атласа и способов его публикации с установлением наилучших из них для данного атласа.
Также, в разработке нового метода создания регионального атласа на основе ArcGIS Online, подразумевающего создание картографического веб - приложения в учетной записи ArcGIS и публикации в него созданных ГИС-карт или векторных слоев. Это метод был разработан на основе анализа и сопоставления функциональных возможностей ArcGIS Online и требований, принципов к созданию ГИС-атласа.
Основным источником статистической информации для составления социально-экономических карт являлся территориальный орган Федеральной службы государственной статистики - Маристат.
Также актуальность и значимость многих включенных карт согласовывалась с сотрудниками организации производственной практики -
Федеральная служба государственной регистрации, кадастра и картографии по Республике Марий Эл. Там же и были взяты бумажные топографические карты для проведения оцифровки.
Выпускная квалификационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы, приложения.
Введение раскрывает актуальность, определяет степень научной разработки темы, объект, предмет, цель, задачи, раскрывает теоретическую и практическую значимость работы.
В первой главе даются определения географического и электронного атласов, выявляется их классификация. Также дается понятие о сущности геоинформационного атласа, его преимущества, задачи и способы структурирования его содержания. В теоретической части также рассмотрены вопросы этапов создания и проектирования карт природы и социальноэкономических карт. Кроме того, рассмотрены теоретические вопросы методов и этапов создания и публикации геоинформационного регионального атласа с рассмотрением всех программных продуктов и вспомогательных модулей. Особенное значение имело определение облачных вычислений с рассмотрением всевозможных облачных инфраструктур и систем.
Во второй главе раскрываются общая характеристика современного экономического развития Марий Эл, задачи проектируемого атласа и его сложная структура. Кроме этого, сформулированы функциональные возможности проектируемого атласа и составлены проекты всех составных картографических произведений. Также подробно спроектирован последний этап создания атласа - публикация, с выявлением наилучшего способа и облачной инфраструктуры.
В третьей главе речь идет о самом процессе создания ГИС-карт в программном продукте ArcGIS 10.5. , при этом раскрывались основные этапы и сложности их построения, описывались элементы атрибутики и принципы построения легенды. Каждая готовая карта с зарамочным оформлением и легендой нашла свое отражение в данной главе. Также, раскрываются этапы создания и публикации ГИС-атласа в ArcGIS Online, с подробным описанием пользовательского интерфейса и внешнего вида данного атласа. Помимо этого, в данной главе описаны основные функциональные возможности созданного комплексного геоинформационного атласа для обычных пользователей и специалистов картографов, геоинформатиков.
В конце каждой главы имеются основные выводы по проведенной работе, описанной в ней.
В заключении подводятся итоги и выводы проведенной исследовательской и практической работе.
Таким образом, поставленные цели и задачи в данной выпускной квалификационной работе выполнены, а в частности, изучены теоретические основы составления ГИС-карт и геоинформационных атласов, составлены проекты карт и созданы картографические произведения, опубликованные в ГИС-атлас.
В результате изучения объекта было выявлено, что внедрение формальных процедур в картографические работы позволяет автоматизировать выполнение наиболее рутинных и трудоемких этапов создания карты. А ГИС-атлас представляет собой совокупность систематизированных ГИС-карт с аналитическими функциями.
Таким образом, рассмотрев теоретические основы создания ГИС-атласов, было выявлено, что данные атласы относятся к электронным географическим атласам, но отличаются обладанием развитых аналитических функций, позволяющих комбинировать, совмещать, сопоставлять карты (слои).
Данные атласы имеют сложную структуру и состоят из таких разделов как: карты географического положения и административно -территориального деления, карты природы, социально-экономические карты, включающие население, хозяйство, города, экология и история. Также существует оптимальный, но рекомендательный ряд из восьми этапов создания атласа от постановки его задач и создания картографических произведений до разработки веб-приложений или веб-сервисов и публикации в них созданных карт.
Исследовав особенности в создании картографических произведений всех разделов атласа можно прийти к выводу, что они имеют различные источники информации, методы создания, способы изображения географической информации, но один предмет отображения, макет компоновки и математическую основу.
Также следует отметить, что подходы и методы картографирования не новы, а представляют продукты интеграции или синтеза методов и подходов геоинформационного и атласного картографирований. Каждая карта атласа также имеет несколько этапов картографирования и создается в соответствии с унифицированными стандартами, но с привнесением авторской идеи.
Итак, было выявлено что, создание атласа, а тем более аналитического электронного атласа, очень трудоемкий, комплексный и масштабный творческий процесс, занимающий большой промежуток времени. При этом методологическая база не является полностью разработанной и с каждым созданным атласом вносятся все новые коррективы в методологию и этапы проектирования, так как технический прогресс не стоит на месте.
Также было выявлено, что самым многофункциональным и актуальным программным продуктом для его проектирования является ArcGIS с возможностью публикаций серий карт и атласов как веб-приложений через свою облачную систему ArcGIS Online.
Было заключено, что Республике Марий Эл необходимо создание подобного регионального атласа для обозначения преимущественных направлений для экономического развития региона и рационального природопользования. Был проведен общий анализ экономического состояния республики.
Подведя итоги анализа, можно сказать, что проектируемый атлас характеризуется как региональный, общий комплексный, геоинформационный и научно-справочный.
Также были определены основные восемь задач проектируемого атласа от инвентаризации данных в комплексную систему информации до привлечения внимания пользователей к проблемным процессам и явлениям региона.
Таким образом, было решено, что каждая из 16 карт должна быть созданной по своему плану в одном программном обеспечении с общей математической основой и охватом территории. Но при этом, каждая карта имеет свое содержание, назначение, способ изображения и источник информации.
Проанализировав основные аспекты последнего этапа создания атласа - публикации, были выявлены требования и критерии к выбору программного средства публикации и облачной инфраструктуре. По ним, из всех представленных в первой главе облачных сервисов, наиболее подходящим был выбран ArcGIS Online. Также были раскрыты его преимущества и недостатки.
Также, были выявлены возможные проблемы при создании данного атласа, среди которых большая времязатратность на процесс создания ряда карт и платность использования многих способов публикации атласа, созданного без финансирования.
Таким образом, на данный момент, данный региональный геоинформационный атлас состоит из 16 актуальных ГИС-карт, в дальнейшем атлас было решено дополнять другими тематическими картами. Для незарегистрированного на сайте ESRI ArcGIS пользователя доступны для просмотра, редактирования и загрузки лишь 2 карты (Карта административно - территориального деления и карта геологии республики). Для зарегистрированного пользователя доступны все 16 карт.
Карты, включаемые в него, создавались по проектам и теоретическим основам составления карт, их оформление подчинено стандартным правилам и унифицированным цветовым окраскам. Этапы, способы и сложности создания 6 карт из 16 были описаны, так как они являются наиболее значительными и времязатратными и имеют отличительные черты.
Способ создания ГИС-атласа с помощью ArcGIS Online открывает картографам и геоинформатикам больше возможностей, так как не требуется знание программирования и разработок сайтов или найма программистов для данной работы.
Интерфейс администрирования доступный и упрощенный, при этом существуют многофункциональные настройки.
Интерфейс пользователя включает в себя пять пунктов меню от описательной части атласа и галереи до сцены с возможностью 3 D просмотра. Описательная часть карты включает в себя ее название, масштаб, направление, содержание и способы создания, а также сведения об авторе.
Для пользователя существует выбор, в каком формате открыть карту и возможность редактирования и анализа в онлайн режиме. Помимо этого, пользователь может просматривать атрибутивные данные и проводить по ним поиск и выборку. Существует также возможность использования пользователем отдельных слоев карты для создания своего картографического произведения.
Данный ГИС-атлас несет региональный охват и может быть использован школьниками, студентами в их научно-исследовательских работах и в общеобразовательных целях, также учителями и преподавателями различных специальностей.
Возможно и использование данного атласа региональными управленцами, так как атлас отображает региональные ресурсы и их потенциал, а их использование для экономики и развития являются одной из основных составляющих в положительной динамике развития любого региона.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
