Работать с подложками в ГИС «Эколог» стало удобнее. Новая функция «Импорт WEBкарт» позволяет получать картографические изображения из внешних веб-сервисов и интегрировать их в ГИС «Эколог» с возможностью перепроецирования в местные системы координат (МСК). Чтобы разобраться в работе функционала, сначала кратко коснёмся теории, а затем перейдём к практике, где всё становится на свои места.
В качестве базовой географической системы координат используется EPSG:4326, основанная на Всемирной геодезической системе 1984 года (WGS 84). В этой системе положение объектов определяется географическими координатами — широтой и долготой в градусах. EPSG:4326 является международным стандартом хранения и обмена глобальными пространственными данными.
Однако для отображения пространственной информации на плоскости экрана используются проекционные системы координат, поскольку трёхмерную поверхность Земли необходимо развернуть в двухмерное изображение. Большинство вебкартографических сервисов применяют проекции семейства Меркатора, но реализуют их по-разному.
Google Maps и OpenStreetMap используют проекцию EPSG:3857 (Web Mercator) — сферическую реализацию равноугольной проекции Меркатора. В этой модели Земля аппроксимируется сферой, что обеспечивает вычислительную эффективность и удобство масштабирования. Однако такой подход приводит к систематическим искажениям длин и площадей, которые усиливаются по мере удаления от экватора. Яндекс.Карты, в свою очередь, применяют проекцию EPSG:3395 (World Mercator) — эллипсоидальную реализацию проекции Меркатора. Этот вариант в большей степени соответствует реальной геодезической модели Земли (эллипсоиду WGS84), но, сохраняя равноугольность, также не предназначен для точных измерений площадей.
Схема 1. Различия проецирования между картографическими сервисами
Визуальные различия между этими реализациями минимальны при обычном восприятии карты, но становятся значимыми при выполнении точных измерений и расчётов, в чём мы далее убедимся на практике.
Для работы на региональном уровне в России применяются местные системы координат (МСК). Они формируются на основе государственных систем (СК-42, СК-95, ГСК-2011) и реализуются в поперечной цилиндрической проекции Гаусса–Крюгера. Параметры МСК устанавливаются индивидуально для каждого субъекта Российской Федерации, что позволяет минимизировать искажения на конкретной территории и обеспечить совместимость с данными кадастрового учёта и геодезических изысканий.
Учитывая описанные особенности, при импорте картографической подложки в ГИС
«Эколог» предусмотрены два сценария работы:
Рассматривается объект, расположенный в Мурманской области. В проекте используются две системы координат:
Из веб-картографических сервисов скопированы координаты точки геопривязки
(Рисунок 1). Данная точка зафиксирована в проекте в качестве опорной.
Рисунок 1. Расположение точки геопривязки В параметрах проекта задана местная система координат МСК-51 (зона 1).
3. На основе подложки, импортированной из веб-карты в системе EPSG:4326, нанесены следующие элементы: источники загрязнения атмосферы (ИЗА);
существующая застройка. Далее один и тот же фрагмент местности представлен в каждой из указанных систем координат на разных масштабных уровнях.
3.2. Общий вид Мурманской области На рисунке 2 представлен фрагмент территории Мурманской области в системе координат EPSG:4326 (WGS84).
Рисунок 2. Территория Мурманской области в EPSG:4326 (WGS84)
На рисунке 3 представлен тот же фрагмент в местной системе координат МСК-51 (зона 1).
Рисунок 3. Территория Мурманской области в МСК-51 (зона 1)
На рисунке 4 показано совмещенное отображение двух подложек: одна загружена в системе EPSG:4326 (рамка красного цвета), другая — в системе МСК-51 (рамка черного
цвета). Подложки приведены к единому масштабу и наложены друг на друга.
Рисунок 4. Визуализация смещения подложек при наложении На увеличенном фрагменте отчетливо видно смещение между изображениями, вызванное преобразованием координат из глобальной системы в местную МСК-51. Характер и величина этого смещения заметны уже при таком масштабе.
3.3. Расположение в границах населенного пункта с источниками выбросов Перейдем к более детальному рассмотрению. На рисунке 5 представлен фрагмент
территории населенного пункта в системе EPSG:4326.
Рисунок 5. Расположение объектов на территории населенного пункта в EPSG:4326 (WGS84)
На рисунке 6 представлен тот же фрагмент в местной системе координат МСК-51.
Рисунок 6. Расположение объектов на территории населенного пункта в МСК-51 (зона 1)
При переходе к масштабу населенного пункта смещение становится более выраженным. Источники загрязнения и контуры застройки, корректно расположенные на подложке в глобальной системе, при переключении на местную систему координат визуально смещаются относительно тех же объектов местности.
3.4. Территория объекта проекта
На рисунке 7 представлен фрагмент территории непосредственно объекта проекта в системе EPSG:4326. Рисунок 7. Карта проекта в EPSG:4326 (WGS84)
На рисунке 8 представлен тот же фрагмент в местной системе координат МСК-51, где детально показано смещение между системами.
Рисунок 8. Карта проекта в МСК-51 с визуализацией величин смещений
На локальном уровне отчетливо видна величина смещения между объектами,
нанесенными в EPSG:4326, и подложкой, перепроецированной в МСК-51.
1.
2.
3.
4.
Представленные изображения наглядно демонстрируют, что игнорирование согласования систем координат приводит к существенному пространственному сдвигу, который невозможно компенсировать визуальной подгонкой.
Рассмотренный пример подтверждает: если изначально известна местная система координат (МСК) и имеются координаты точек объекта (например, из кадастрового плана территории — КПТ), наиболее точным является следующий сценарий работы: В параметрах проекта задается местная система координат (МСК-51, зона 1 для данного примера);
Выполняется загрузка данных кадастрового плана территории (КПТ); Через пиктограмму «Импорт WEB-карт» осуществляется загрузка подложки с включенным режимом перепроецирования в систему координат проекта; На согласованную основу наносятся источники загрязнения атмосферы (ИЗА) и объекты застройки.
Рисунок 9. Результат работы по третьему сценарию
Функция «Импорт WEB-карт» в ГИС «Эколог» позволяет не только получать актуальные
картографические данные из внешних сервисов, но и интегрировать их в проект с
учётом МСК.
Практическая демонстрация на примере Мурманской области подтверждает, что
глобальные системы координат (EPSG:4326), используемые в веб-картографии,
изначально содержат проекционные искажения, которые накапливаются по мере
детализации территории. Местные системы координат (МСК-51), напротив,
минимизируют эти искажения за счет адаптации к конкретному региону.
На региональном уровне различия между отображением в EPSG:4326 и МСК-51
фиксируются визуально (рис. 4), однако могут восприниматься как незначительные.
При переходе к локальному уровню (масштаб населенного пункта) накопление
искажений в глобальной системе становится более заметным: объекты, нанесенные в
EPSG:4326, занимают положение, отличное от их истинного местоположения в МСК-51
(рис. 5–6).
На детальном уровне (территория непосредственно объекта проектирования) эффект
накопления искажений проявляется в полной мере. Как показано на рис. 7–8,
использование глобальной системы без пересчета приводит к смещению объектов
относительно подложки в МСК-51, которое невозможно скорректировать визуально.
Местная система координат, напротив, обеспечивает метрически корректное
положение источников загрязнения, границ застройки и других элементов, поскольку
изначально рассчитана на минимизацию искажений для данной территории.
Оптимальный сценарий работы — задать местную систему координат на этапе
создания проекта и выполнить импорт подложки с включенным перепроецированием.
Такой подход обеспечивает согласованное отображение всех пространственных
данных в единой системе координат с первого шага, исключая ошибки
пространственной привязки и необходимость последующих корректировок.
Внедрение нового функционала «Импорт WEB-карт» расширяет возможности работы в
ГИС «Эколог». Наряду с упрощением загрузки подложек, он обеспечивает корректную
пространственную привязку проектов, что значимо для задач экологического
проектирования, нормирования и последующего взаимодействия с контролирующими
органами. ГИС «Эколог» — когда точность имеет значение.
Клиентов
в России и СНГ
программных продуктов
Городов с представительствами
Собственных изданий
в библиотеке Интеграла
слушателей
прошли обучение
