Репозиторий архивных карт и геокодируемых данных: целеполагание, аудитория, структура и функциональность

Щекотилов Владимир Геннадьевич кандидат технических наук старший научный сотрудник, действительный член РГО, начальник отдела, ООО "УПЦ "Тверь-Кадастр" 170002, Россия, Тверская область, г. Тверь, пер. Спортивный Переулок, 2, оф. корпус 4 кв.33 Shchekotilov Vladimir Gennad'evich PhD in Technical Science Senior researcher, full member of the Russian Geographical Society, the department head, "UPTS "Tver-Kadastr" LLC 170002, Russia, Tverskaya oblast', g. Tver', per. Sportivnyi Pereulok, 2, of. korpus 4 kv.33 globus-t@yandex.ru Другие публикации этого автора     Лазарев Олег Евгеньевич заведующий лабораторией кафедры геодезии и кадастра, руководитель малого инновационного предприятия ООО «Учебно-производственный Центр «Тверь – Кадастр», действительный член РГО 170000, Россия, Тверская область, г. Тверь, пер. Беляковский, 26, кв. 1 Lazarev Oleg Evgen'evich the Head of Laboratory at the Department of Geodesy and Cartography, the Head of a Small Innovation Enterprise "Work-Study Center "Tver-Kadastr" LLC, Full Member of the Russian Geographical Society  170000, Russia, Tverskaya oblast', g. Tver', per. Belyakovskii, 26, kv. 1 lazarev_tvgu@mail.rul Лазарева Оксана Сергеевна старший преподаватель кафедры геодезии и кадастра Тверского государственного технического университета, действительный член РГО 170000, Россия, Тверская область, г. Тверь, пер. Беляковский, 26, кв. 1 Lazareva Oksana Sergeevna Senior Lecturer, the Department of Geodesy and Cartography, Tver State Technical University, Full Member of the Russian Geographical Society 170000, Russia, Tverskaya oblast', g. Tver', per. Belyakovskii, 26, kv. 1 lazos_Tvgu@mail.ru

Щекотилова Светлана Николаевна научный сотрудник, Военная академия воздушно-космической обороны имени Маршала Советского Союза Г.К. Жукова 170002, Россия, Тверская область, г. Тверь, пер. Спортивный Переулок, 2, кв. корпус 4 кв.33 Shchekotilova Svetlana Nikolaevna Researcher,  Zhukov Air and Space Military Academy   170002, Russia, Tverskaya oblast', g. Tver', per. Sportivnyi Pereulok, 2, kv. korpus 4 kv.33 sveta.shekotilova@yandex.ru Другие публикации этого автора

Исследования выполнены с использованием научных и практических результатов грантов РФФИ № 14-06-00282А и № 97507 р_центр_а.

Предпосылки создания репозитория баз данных (БД) и программ для ЭВМ в области использования архивных и исторических карт и геокодируемых данных.

Одной из современных базовых форм реализации результатов научных исследований является публикация в форме тезисов, статей, монографий и т.д. При этом современные возможности информационных технологий (ИТ) позволяют создавать в процессе исследований базы данных и функциональные программы для ЭВМ ^[1].

БД могут иметь различную форму от однотабличных и электронных таблиц до многотабличных со связями в формате системы управления базами данных (СУБД).

Программы для ЭВМ также могут иметь различную форму:

– от HTML кодов с JavaSript для комплекса Интернет-страниц;

- к частным программам обработки данных в открытых программах, например, m-m скрипты среды для инженерного и научного моделирования и обработки данных FreeMat ^[2];

- до программ и систем автоматизации научных исследований (АСНИ) на языках программирования СИ, Паскаль и т.п.

БД и программы для ЭВМ могут регистрироваться в службе Роспатента (http://www1.fips.ru/wps/wcm/connect/content_ru/ru/soft) ^[3]. К сожалению, в этом случае сохраняется минимальное описание и идентифицирующие фрагменты объекта регистрации. Таким образом, исследователи и заинтересованные лица не могут ознакомиться с БД и программой для ЭВМ и использовать их в своих исследованиях. Конечно, возможен вариант индивидуального обращения к автору, но это сильно ограничивает доступность.

Вариантом разрешения данного несоответствия на практике является создание различных общедоступных ресурсов, например, в сети Интернет ^[4].

Простейшим вариантом является архив БД и возможно функциональная часть для работы с ней, размещенные в Интернете с возможностью скачивания.

Чаще в Интернете размещается сайт, на котором реализуется доступ к БД с помощью унифицированных или авторских программ.

Объемные разработки реализуются в виде специальных сайтов (порталов, геопорталов), на которых размещается и функциональная часть. При этом, обычно, приоритетом являются цели автора (разработчика), но не обеспечение функционального доступа для других исследователей.

Практика авторов в части попыток создания среды открытого функционального доступа к практическим результатам научных исследований (в том числе выполненных по грантам) в области архивных карт и геокодируемых данных вылилась в создание и 10-ти летнее сопровождение общедоступного Интернет-геопортала (геопортала) с многолистными комплексами крупномасштабных архивных карт XIX в. военно-топографических и топографических межевых, а также карт периода Великой Отечественной войны (рис. 1).

Рис. 1. Векторная карта структуры листов крупномасштабных архивных карт съемки А.И. Менде и карты Европейской России

Некоторые соображения по результатам практики создания и сопровождения геопортала.

ИТ стали мощным инструментарием научных и прикладных исследований в различных областях знаний.

Создание широкого спектра доступных профессиональных программ для географических информационных систем (ГИС) и геопорталов с большим числом карт и космических снимков фактически вынуждают их использовать.

Таким образом, исследователю доступна функциональная программная и информационная среда для проведения исследований и соответственно формирования результатов исследований в форме растровых и векторных электронных карт, а также геокодированных баз данных. При этом одной из характеристик эффективности научных исследований является использование и внедрение практических результатов.

Уровень ИТ, возможность использования Интернета, технологий ГИС и БД создают возможности и соответственно фактически обязывают использовать данную форму внедрения результатов.

Использование в исследованиях механизма грантов усиливает ответственность исследователя размещать практические результаты исследований в виде автоматизированных функциональных информационных ресурсов.

При формировании ресурсов, встает также вопрос, а как их использовать совместно с уже существующими ресурсами, например на рис. 2 показаны территории покрытия карт с авторского портала и карт Германии, Франции и Англии с коллекции Давида Рамсея (http://www.davidrumsey.com).Например, авторам в интересах прикладных исследований для использования карт Германии и Франции пришлось программно сопрягать ресурс с архивными картами России с зарубежным ресурсом коллекции Давида Рамсея.

Рис. 2. Территории покрытия карт с авторского портала

и карт Германии, Франции и Англии с коллекции Давида Рамсея

Следует отметить следующие объективные обстоятельства:

- создатели БД и программ для ЭВМ, которые размещают их для общего доступа, в силу объективных причин могут прекратить поддерживать такой ресурс или его часть;

- существуют исследователи, которые с целью сохранности больших объемов данных в форме БД готовы передать их для размещения в репозитории;

- является логичным создание среды для обеспечения гарантированного доступа исследователями к создаваемым за счет государственного финансирования БД и программам для ЭВМ.

Вариантом разрешения перечисленных несоответствий может быть репозиторий для БД и программ для ЭВМ и соответствующий Интернет-портал для доступа к ним.

Представляется целесообразным обеспечить в рамках репозитория решение нескольких задач, в частности:

1. сохранение, публичный доступ и внедрение практических результатов исполнения грантов и научных исследований в ВУЗах и НИИ в области архивных и исторических карт, геокодируемых данных, информационных моделей объектов, геопорталов;

2. аккумулирование БД растровых (например, в формате Google Map) и векторных (например, в формате KML) электронных карт, баз данных (например, в формате MySQL);

3. общедоступность основной части репозитория;

4. создание среды для коллективного заполнения БД, например, добавление растровых электронных карт, заполнение БД разновременных списков населенных мест и т.д.;

5. обеспечение функциональности для проведения исследований с использованием ресурса.

Авторы в процессе исследований в части реализации практических результатов основной целью ставили представление результатов для открытого доступа (был пройден путь от программы и БД на CD/DVD) до геопортала.

Выполнены также варианты реализации БД и программ на порталах:

- Тверского государственного университета;

- Тверской областной научной библиотеки;

- территориальной информационной системы (ТИС) электронная карта Тверской области (ЭК ТО);

Обсуждались варианты размещения БД и программ на порталах библиотек и обществ:

- Российской национальной библиотеки (http://nlr.ru);

- Президентской библиотеки ^[5] (https://www.prlib.ru);

- русского географического общества (https://geoportal.rgo.ru);

- общества «Знание» России (https://www.znanierussia.ru).

Практически удалось реализовать размещения БД на порталах:

- РГАДА ^[2] (http://rgada.info);

- ТвГУ (http://geoportal.tversu.ru);

- «Храмы России» (http://temples.ru).

В части аудитории репозитория представляется целесообразным ориентироваться на несколько категорий пользователей, в частности:

- ученые, практики (основные - историки, географы, филологи);

- краеведы, исследователи родословных, интересующиеся;

- учащиеся (студенты, школьники).

Приближение ресурсов для различных категорий пользователей может производится различными способами, например:

- уровень подготовки ученых и исследователей позволяет ограничиться публикациями;

- для краеведов делались и продолжаются выступления, например, на конференциях союза краеведов России, на тверском клубе краеведов.

- для студентов – в заданиях на олимпиаде с 2004 г. «ИТ в географии, геоэкологии, геодезии и кадастре» традиционно есть задание на использование архивных карт и отдельный диплом;

- для учащейся молодежи от школьников до студентов проводится конкурс исследовательских работ с использованием ГИС и архивных материалов, сейчас проходит 4-й конкурс.

В качестве объектов хранения и автоматизированного доступа в репозитории могут выступать:

- различные программы Интернет-навигаторов по базам картографических данных, в которых можно подключать на просмотр растровые и векторные данные;

- исторические ГИС;

- программы поиска геокодируемых данных в БД и комплексирования выборок с картографическими Интернет-навигаторами;

- БД по растровым электронным картам, например, карта Нижегородской губернии, комплекс планов дач, комплекс карт 30 армии Калининского фронта и т.п.

- БД по векторным электронным картам, например, карта населенных мест Тверской губернии, Ржевского уезда и т.п.

- БД по геокодированным данным, например, геокодированный список населенных мест Тверской губернии.

В качестве клиентских ГИС приложений, которые выполняются на компьютере пользователя с использованием данных из репозитория, могут выступать:

- свободно распространяемая программа «САС.Планета» (http://www.sasgis.org/);

- ГИС «Панорама» (https://gisinfo.ru/);

- ГИС QGIS (https://qgis.org);

- ГИС MapInfo (http://www.esti-map.ru/).

Реализация унифицированного геопортала репозитория может быть выполнена, например, с использованием API Google Map или ГИС Панорама.

В части форматов для растровых электронных карт могут использоваться:

- для первичного формата ГИС MapInfo и Панорама;

- для вторичного формата тайлы Google Map, ГИС Панорама.

В части форматов для векторных электронных карт могут использоваться:

- для первичного формата ГИС MapInfo, QGIS и Панорама;

- для обменных форматов: KML, MIF-MID, SXF.

В картографических Интернет-навигаторах, размещаемых в репозитории, желательно наличие функциональности ^[6], например (рис. 3):

- навигация по нескольким картам;

- съем координат;

- нанесение меток;

- поиск по топонимам, объектам БД и по координатам;

- подключение растровых и векторных карт из иных источников;

- создание (генерация) векторных карт и экспорт их.

Рис. 3. Пример навигации по архивной и современной карте

с добавлением векторной карты и меток по выборке из БД

Для программ формирования выборок из геокодированных БД актуальна функциональность в части настройки многопараметрических условий поиска, - генерирование и экспорт векторных карт по выборке.

Следует отметить, что уже существует длительная практика создания открытых геопорталов, которые могут рассматриваться как варианты репозитория, например:

1. Коллекция карт Национальной библиотеки Шотландии (https://maps.nls.uk/), в которой реализована программная компонента автоматизированного формирования растровых электронных карт пользователями.

2. Портал открытой программы САС.Планета существует с 2008 г. (http://www.sasgis.org/) и имеет компоненты – хранилище версий программ (с исходными кодами), хранилище настроек для доступа к картографическим ресурсам из различных источников, форум для сопровождения развития программы и формирования репозитория.

3. Портал с комплексированием карт и СНМ «Родная Вятка» (https://rodnaya-vyatka.ru/), который позволяет комплексировать архивные и современные карты с геокодированными данными (разновременные списки населенных мест). На портале организовано участие пользователей в формировании БД по геокодированным СНМ. Портал имеет комплексирование с фондами РГИА через портал Президентской библиотеки.

4. Портал «Храмы России» (http://temples.ru/) имеет Интернет-навигатор с использованием архивных и современных карт, а также компоненту формирования выборок из БД с генерацией векторной карты в формате KML.